透明导电氧化物镀膜玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种透明导电氧化物镀膜玻璃，包括依次层叠的如下结构：玻璃基体、屏蔽层以及透明导电氧化物层；所述透明导电氧化物层的氧化物的晶粒尺寸从靠近所述屏蔽层一侧向远离所述屏蔽层一侧逐渐变小。通过控制透明导电氧化物镀膜玻璃的透明导电氧化物层的氧化物的晶粒尺寸使得其在靠近屏蔽层一侧晶粒尺寸较大，而远离屏蔽层一侧晶粒尺寸相对较小，这种透明导电氧化物层的膜层结构对太阳光从短波长到长波长都具备较高的散射特性，从而使得透明导电氧化物镀膜玻璃能够吸收光谱范围较宽的太阳光。本发明专利技术还提供了一种上述透明导电氧化物镀膜玻璃的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种透明导电氧化物镀膜玻璃，包括依次层叠的如下结构：玻璃基体、屏蔽层以及透明导电氧化物层；所述透明导电氧化物层的氧化物的晶粒尺寸从靠近所述屏蔽层一侧向远离所述屏蔽层一侧逐渐变小。通过控制透明导电氧化物镀膜玻璃的透明导电氧化物层的氧化物的晶粒尺寸使得其在靠近屏蔽层一侧晶粒尺寸较大，而远离屏蔽层一侧晶粒尺寸相对较小，这种透明导电氧化物层的膜层结构对太阳光从短波长到长波长都具备较高的散射特性，从而使得透明导电氧化物镀膜玻璃能够吸收光谱范围较宽的太阳光。本专利技术还提供了一种上述透明导电氧化物镀膜玻璃的制备方法。【专利说明】
本专利技术涉及特种玻璃制备领域，特别是涉及一种。
技术介绍
TCO (Transparent conducting oxide)玻璃，即透明导电氧化物镀膜玻璃,是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物而得到的。透明导电氧化物镀膜玻璃在硅基薄膜太阳能电池中充当电池的前电极，起着透光和收集电流的作用。在硅基薄膜太阳能电池中，非晶硅的光吸收主要集中在可见光(380nm~780nm)范围内，其电池结构为P、1、N三层非晶硅膜组成，其中本征非晶硅层即I层是光生载流子的产生区域。当太阳光照射到非晶硅薄膜太阳能电池后时，能量大于或等于I层非晶硅能带宽度的光子(对应特定光波长)被处于价带的电子吸收，光子把能量转移给电子，电子获得能量后跃迁到导带形成光生电子-空穴对，该电子-空穴对在PN结的内建电场作用下分别向P、N区域做定向移动，从而形成光生电流。而能量低于I层非晶硅能带宽度的光子则不足以使价带中的电子跃迁到导带，因此不能被太阳能电池吸收而白白浪费掉。对于太阳能光谱其范围为300nnT2500nm，其能量的主要集中区域为可见光区域和近红外区域。相对于晶硅太阳能电池，薄膜太阳能电池的发电功率偏低。传统的薄膜太阳能电池所采用的透明导电氧化物镀膜玻璃的能够吸收的太阳光的光谱范围较窄，其利用的太阳光主要集中在可见光区域，近红外区域的太阳光中能量大部分被浪费。
技术实现思路
基于此，针对传统的薄膜太阳能电池所采用的透明导电氧化物镀膜玻璃的能够吸收的太阳光的光谱范围较窄的问题，有必要提供一种能够吸收光谱范围较宽的太阳光的。一种透明导电氧化物镀膜玻璃，包括依次层叠的如下结构:玻璃基体、屏蔽层以及透明导电氧化物层；所述透明导电氧化物层的氧化物的晶粒尺寸从靠近所述屏蔽层一侧向远离所述屏蔽层一侧逐渐变小。在一个实施例中，所述屏蔽层的折射率从靠近所述玻璃基体一侧向远离所述玻璃基体一侧逐渐变大，折射率的变化范围为1.48-1.56。在一个实施例中，所述屏蔽层的材质为SiO2,所述屏蔽层的厚度为30nnTl00nm。在一个实施例中，所述透明导电氧化物层的材质为SnO2，所述透明导电氧化物层的厚度为 500nnTl200nm。一种透明导电氧化物镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤:提供玻璃基体；将所述玻璃基体加热到500°C飞50°C，采用常压化学气相沉积法，将甲硅烷和氧化剂分别以惰性气体为载体，通入到所述玻璃基体表面反应形成屏蔽层；将所述玻璃基体加热到500°C飞00°C，将预制气化的锡源、含氧源、掺杂剂和稳定剂分别以所述惰性气体为载体，通入到所述玻璃基体表面在所述屏蔽层上形成透明导电氧化物层，通过控制所述玻璃基体的温度先高后低、控制所述含氧源和锡源的浓度配比先大后小或控制所述稳定剂添加的先多后少，使得所述透明导电氧化物层的氧化物的晶粒尺寸从靠近所述屏蔽层一侧向远离所述屏蔽层一侧逐渐变小。在一个实施例中，所述沉积形成屏蔽层的步骤中，通过控制所述玻璃基体的温度先高后低或控制所述氧化剂和甲硅烷的浓度配比先大后小，使得所述屏蔽层的折射率从靠近所述玻璃基体一侧向远离所述玻璃基体一侧逐渐变大。在一个实施例中，形成所述屏蔽层的步骤中，按照摩尔百分比，甲硅烷的含量为0.1%~10%，氧化剂的含量为10%~50%。在一个实施例中，所述形成透明导电氧化物层的步骤中，按照摩尔百分比，锡源的含量为5%飞0%，含氧源的含量为10%~80%，掺杂剂的含量为1%~10%，稳定剂的含量为1%~10%。在一个实施例中,所述氧化剂为氧气,所述惰性气体为氮气或氩气。在一个实施例中，所述锡源为四氯化锡、单丁基三氯化锡、二甲基二氯化锡和四甲基锡中的至少一种；所述掺杂剂为三氟乙酸、氟化氢、过氟乙酸和全氟醋酸中的至少一种；所述含氧源为水和过氧水中的至少一种；所述稳定剂为甲醇、乙醇和氯化氢中的至少一种。通过控制透明导电氧化物镀膜玻璃的透明导电氧化物层的氧化物的晶粒尺寸使得其在靠近屏蔽层一侧晶粒尺寸较大，而远离屏蔽层一侧晶粒尺寸相对较小，这种透明导电氧化物层的膜层结构对太阳光从短波长到长波长都具备较高的散射特性，从而使得透明导电氧化物镀膜玻璃能够吸收光谱范围较宽的太阳光。【专利附图】【附图说明】图1为一实施方式的透明导电氧化物镀膜玻璃的剖视图；`图2为如图1所示的透明导电氧化物镀膜玻璃的制备流程图；图3为实施例1制备的透明导电氧化物镀膜玻璃靠近屏蔽层一侧透明导电氧化物膜层的电镜照片；图4为实施例1制备的透明导电氧化物镀膜玻璃远离屏蔽层一侧透明导电氧化物膜层的电镜照片。【具体实施方式】为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。如图1所示的一实施方式的透明导电氧化物镀膜玻璃，包括依次层叠的如下结构:玻璃基体10、屏蔽层20以及透明导电氧化物层30。透明导电氧化物层30的氧化物的晶粒尺寸从靠近屏蔽层20—侧向远离屏蔽层20一侧逐渐变小。通过控制透明导电氧化物镀膜玻璃的透明导电氧化物层30的氧化物的晶粒尺寸使得其在靠近屏蔽层20 —侧晶粒尺寸较大，而远离屏蔽层20 —侧晶粒尺寸相对较小，这种透明导电氧化物层30的膜层结构对太阳光从短波长到长波长都具备较高的散射特性，从而使得透明导电氧化物镀膜玻璃能够吸收光谱范围较宽的太阳光。玻璃基体10可以为lmnT5_厚的钠钙普通平板无色玻璃或低铁超白平板玻璃。屏蔽层20的折射率的变化范围为1.48~1.56。屏蔽层20的材质可以为SiO2,厚度可以为30nnTl00nm。屏蔽层20能够阻挡玻璃基体中的碱离子向透明导电氧化物层30扩散。在一个优选的实施例中，屏蔽层20的折射率从靠近玻璃基体10 —侧向远离玻璃基体10 —侧逐渐变大。从而使得屏蔽层20形成一个衰减层，降低了透明导电氧化物层30的发射色。本实施方式中，透明导电氧化物层30的材质可以为SnO2,厚度可以为500nnTl200nm。SnO2材质的透明导电氧化物层30的沉积速率通过改变玻璃基板温度、原料类型和浓度以及添加稳定剂来控制。纯的SnO2薄膜是一种对可见光透明的宽带隙氧化物半导体，禁带宽度3.7~4.0eV，具有正四面体金红石结构。在一个优选的实施例中，透明导电氧化物层30的材质可以为掺氟的Sn02。在掺杂氟之后，SnO2薄膜具有对太阳光透过性好、电阻率低、化学性能稳定等优点。如图2所示的一实施方式的透明导电氧化物镀膜玻璃的制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明导电氧化物镀膜玻璃，其特征在于，包括依次层叠的如下结构：玻璃基体、屏蔽层以及透明导电氧化物层；所述透明导电氧化物层的氧化物的晶粒尺寸从靠近所述屏蔽层一侧向远离所述屏蔽层一侧逐渐变小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何进，刘明刚，谭小安，
申请(专利权)人：中国南玻集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：