專利名稱：透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種噴涂裝置及其方法，尤其是一種透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置及其方法。屬材料的鍍覆類領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)中采用沉積的工藝方法有真空熱蒸發(fā)、RF濺射、化學(xué)汽相沉積以及壓縮氣體噴涂等，由于真空熱蒸發(fā)、RF濺射所需要的制備較復(fù)雜，真空度要求較高，沉積薄膜尺寸相當(dāng)有限，相對而言噴涂法所需要的設(shè)備較簡單，成本也較低。但要保證噴涂沉積的薄膜成品和質(zhì)量較困難。經(jīng)過文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)日本東亞燃料工業(yè)株式會社在中國申請了專利，專利號為88103399，名稱為形成超導(dǎo)薄膜的方法及設(shè)備。這項(xiàng)專利利用超聲振蕩霧化噴涂沉積超導(dǎo)薄膜，將超聲振蕩器制作到噴頭中，但該專利存在一些不足和缺陷，如機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；部分機(jī)械運(yùn)行的磨損對溶液會造成污染；最佳霧化狀態(tài)的調(diào)節(jié)和操作均較復(fù)雜。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足和缺陷，利用新的超聲波霧化器，把配制的溶液霧化，噴曬到加熱的襯底上，形成半導(dǎo)體金屬氧化物薄膜，本發(fā)明提供一種透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置及其方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的內(nèi)容包括兩部分，即①透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置，②透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂方法。噴涂裝置包括霧化容器、隔離容器、超聲波振蕩器、噴嘴、傳送帶、抽氣柜、加熱裝置和襯底，霧化容器套在或半套在隔離容器內(nèi)，隔離容器的底部設(shè)置一超聲波振蕩器，霧化容器內(nèi)有配制好的溶液并設(shè)有二根導(dǎo)管，一根定量輸入載氣，另一根供溶液經(jīng)超聲波振蕩器霧化后由載氣攜帶定量通過與噴嘴聯(lián)接定量輸出，噴嘴設(shè)置在抽氣柜內(nèi)，抽氣柜內(nèi)還設(shè)加熱裝置、傳送帶和襯底，襯底設(shè)在加熱裝置上方的傳送帶上，噴嘴的正下方正對襯底，若干個(gè)襯底隨傳送帶勻速平行，噴嘴噴出的霧化溶液，均勻地曬在襯底上。加熱裝置內(nèi)設(shè)功率可調(diào)的加熱器8和測溫裝置9。超聲振蕩器和霧化容器之間用隔離容器隔離，隔離容器底部設(shè)超聲振蕩器，并盛有水。霧化容器的輸入導(dǎo)管和輸出導(dǎo)管上分別還與閥門串連，還可根據(jù)需要加設(shè)流量計(jì)。霧化容器、噴嘴、導(dǎo)管以及閥門、流量計(jì)由防腐蝕材料制成，以避免腐蝕物污染溶液和霧化溶液。襯底的材料由石英玻璃、硅單晶片，硅多晶片制作，或者用普通玻璃，并應(yīng)預(yù)先在其表面形成一層二氧化硅層。
噴涂方法的工藝流程是將選定的化合物，用去離子水或乙醇配制成溶液置入霧化容器，對襯底進(jìn)行清洗，利用加熱裝置對襯底加熱，由加壓氧氣(也可以用過濾過的空氣)通過導(dǎo)管、霧化容器1引到噴嘴，控制噴嘴將加壓氧氣攜帶霧化溶液均勻噴灑在襯底上，抽氣柜不斷抽去反應(yīng)后的廢氣，在襯底上即可形成一層透明光學(xué)減反射金屬氧化物薄膜。噴涂方法中對襯底溫控在400-500℃；噴嘴噴涂載氣流量為30-40ml/min；超聲波振蕩器確定工作功率150W、頻率1800KHz。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，為提高效率生產(chǎn)各種尺寸、性能良好的光學(xué)減反射薄膜和透明導(dǎo)電薄膜提供了結(jié)構(gòu)簡單的噴涂裝置及其有效的噴涂方法。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步描述

圖1本發(fā)明噴涂裝置示意圖本發(fā)明的內(nèi)容包括兩部分，即①透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置，②透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂方法。如圖1所示，噴涂裝置包括霧化容器1、隔離容器2、超聲波振蕩器3、噴嘴4、傳送帶5、抽氣柜6、加熱裝置7和襯底10，霧化容器1套在或半套在隔離容器2內(nèi)，隔離容器2的底部設(shè)置一超聲波振蕩器3，霧化容器1內(nèi)有配制好的溶液并設(shè)有二根導(dǎo)管，一根定量輸入載氣，另一根供溶液經(jīng)超聲波振蕩器3霧化后由載氣攜帶定量通過與噴嘴4聯(lián)接定量輸出，噴嘴4設(shè)置在抽氣柜6內(nèi)，抽氣柜6內(nèi)還設(shè)加熱裝置7、傳送帶5和襯底10，襯底10設(shè)在加熱裝置7上方的傳送帶5上，噴嘴4的正下方正對襯底10，若干個(gè)襯底10隨傳送帶5勻速平行，噴嘴4噴出的霧化溶液，均勻地曬在襯底10上。加熱裝置7內(nèi)設(shè)功率可調(diào)的加熱器8和測溫裝置9。超聲振蕩器3和霧化容器1之間用隔離容器2隔離，隔離容器2底部設(shè)超聲振蕩器3，并盛有水。霧化容器1的輸入導(dǎo)管和輸出導(dǎo)管上分別還與閥門11串連，還可根據(jù)需要加設(shè)流量計(jì)12。霧化容器1、噴嘴4、導(dǎo)管以及閥門11、流量計(jì)12由防腐蝕材料制成，以避免腐蝕物污染溶液和霧化溶液。襯底10的材料由石英玻璃、硅單晶片，硅多晶片制作，或者用普通玻璃，并應(yīng)預(yù)先在其表面形成一層二氧化硅層。
噴涂方法的工藝流程是將選定的化合物，用去離子水或乙醇配制成溶液置入霧化容器1，對襯底10地進(jìn)行清洗，利用加熱裝置7對襯底10加熱，由加壓氧氣(也可以用過濾過的空氣)通過導(dǎo)管、霧化容器1引到噴嘴4，控制噴嘴4將加壓氧氣攜帶霧化溶液均勻噴灑在襯底10上，抽氣柜6不斷把抽去反應(yīng)后的廢氣，在襯底10即可形成一層透明光學(xué)減反射金屬氧化物薄膜。噴涂方法中對襯底溫控在400-500℃；噴嘴4噴涂載氣流量為30-40ml/min。超聲波振蕩器3確定工作功率150W、頻率1800KHz。
實(shí)施例一SnO2薄膜制備及應(yīng)用工藝流程為①配制溶液SnCl4∶H2O＝1∶5，②襯底10清洗，③襯底10加熱控制在400℃，④超聲波霧化，⑤載氣流量調(diào)節(jié)到40ml/min，⑥噴涂，⑦測試。
超聲波振蕩器可確定工作功率150W、頻率1800KHz，氧氣作為載氣。
取得效果如下在沒有任何減反、鈍化膜的單晶硅太陽電池表面上噴涂一層厚約700nm的SnO2薄膜，電池表面呈深蘭色，經(jīng)測試，太陽電池的短路電流提高了約5～8％。
實(shí)施例二摻氟SnO2薄膜制備及應(yīng)用工藝流程為①配制溶液NH4F∶SnCl4∶H2O＝1∶5∶25，②襯底清洗，③襯底加熱控制在500℃，④超聲波霧化，⑤載氣流量調(diào)節(jié)到30ml/min，⑥噴涂，⑦測試。
選用超聲波振蕩器功率在150W、頻率在1800KHz，選空氣為載氣。
取得效果如下在石英玻璃和硅單晶片上沉積出一層摻氟SnO2透明導(dǎo)電薄膜，經(jīng)測試，薄膜厚為0.14μm，薄層的方塊電阻為10Ω/□，薄膜可見光區(qū)平均透過率達(dá)90％。
實(shí)施例三摻錫In2O3薄膜制備及應(yīng)用工藝流程為①配制溶液SnCl4∶InCl3∶H2O＝1∶30∶100，②襯底清洗，③襯底加熱控制在450℃，④超聲波霧化，⑤載氣流量調(diào)節(jié)到50ml/min，⑥噴涂，⑦測試。
選用超聲波振蕩器功率在150W、頻率在1800KHz，選氧氣為載氣。
取得效果如下在石英玻璃和硅單晶片上沉積出一層摻錫In2O3薄膜，經(jīng)測試，薄膜厚為0.15μm，薄層方塊電阻可達(dá)8Ω/□，薄膜可見光區(qū)平均透過率達(dá)95％。
權(quán)利要求
1.一種透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置，包括超聲波振蕩器3、噴嘴4，其特征在于還包括霧化容器1、隔離容器2、傳送帶5、抽氣柜6、加熱裝置7和襯底10，霧化容器1套在或半套在隔離容器2內(nèi)，隔離容器2的底部設(shè)置一超聲波振蕩器3，霧化容器1內(nèi)有配制好的溶液并設(shè)有二根導(dǎo)管，一根定量輸入載氣，另一根供溶液經(jīng)超聲波振蕩器3霧化后由載氣攜帶定量通過與噴嘴4聯(lián)接定量輸出，噴嘴4設(shè)置在抽氣柜6內(nèi)，抽氣柜內(nèi)還設(shè)加熱裝置7、傳送帶5和襯底10，襯底10設(shè)在加熱裝置7上方的傳送帶5上，噴嘴4的正下方正對襯底10，若干個(gè)襯底10隨傳送帶5勻速平行，噴嘴4噴出的霧化溶液，均勻地曬在襯底10上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置，其特征還在于加熱裝置7內(nèi)設(shè)功率可調(diào)的加熱器8和測溫裝置9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置，其特征還在于超聲振蕩器3和霧化容器1之間用隔離容器2隔離，隔離容器2底部設(shè)超聲振蕩器3，并盛有水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置，其特征還在于霧化容器1的輸入導(dǎo)管和輸出導(dǎo)管上分別還與閥門11串連，還可根據(jù)需要加設(shè)流量計(jì)12。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置，其特征還在于霧化容器1、噴嘴4、導(dǎo)管以及閥門11、流量計(jì)12由防腐蝕材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置，其特征還在于襯底10的材料由石英玻璃、硅單晶片，硅多晶片制作，或者用普通玻璃，并應(yīng)預(yù)先在其表面形成一層二氧化硅層。
7.一種透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂方法，其特征在于這種噴涂方法的對襯底10進(jìn)行清洗，利用加熱裝置7對襯底10加熱，由加壓氧氣(也可以用過濾過的空氣)通過導(dǎo)管、霧化容器1引到噴嘴4，控制噴嘴4將加壓氧氣攜帶霧化溶液均勻噴灑在襯底10上，抽氣柜6不斷把抽去反應(yīng)后的廢氣，在襯底10即可形成一層金屬氧化物光學(xué)減反射薄膜或透明導(dǎo)電薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的這種透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂方法，其特征還在于噴涂方法中對襯底溫控在400-500℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的這種透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂方法，其特征還在于噴嘴4噴涂載氣流量為30-40ml/min。
全文摘要
本發(fā)明包括噴涂裝置和噴涂方法兩部分。噴涂裝置:霧化容器套在或半套在隔離容器內(nèi),隔離容器的底部設(shè)置一超聲波振蕩器,霧化容器內(nèi)有配制好的溶液經(jīng)超聲波振蕩器霧化后由載氣攜帶定量通過與噴嘴聯(lián)接定量輸出,噴嘴設(shè)置在抽氣柜內(nèi),噴嘴噴出的霧化溶液,均勻地曬在襯底上。噴涂方法:將選定的化合物配制成溶液置入霧化容器,對襯底進(jìn)行清洗,將加壓氧氣攜帶霧化溶液均勻噴灑在襯底上。
文檔編號B05B17/06GK1259405SQ99116819
公開日2000年7月12日 申請日期1999年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月30日
發(fā)明者崔容強(qiáng), 周之斌, 孫鐵囤, 周帥先 申請人:上海交通大學(xué)