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FTO導(dǎo)電玻璃的原理及其應(yīng)用

來(lái)源:克格儀器有限公司   2012年05月03日 09:11  

FTO導(dǎo)電玻璃因其特殊性,在染料敏化太陽(yáng)能電池,電致變色和光催化方面對(duì)其透光率和導(dǎo)電率都有很高的要求,其綜合性能常用直屬FTC來(lái)評(píng)價(jià):FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率RS是薄膜的方阻值;在光學(xué)應(yīng)用方面,則要求其對(duì)可見光有好的透射性和對(duì)紅外有良好的反射性。對(duì)其基本要求是:①表面方阻低,②透光率高,③面積大、重量輕,④易加工、耐沖擊。
 SnO2是一種對(duì)可見光透明的寬帶隙氧化物半導(dǎo)體,禁帶寬度3.7-4.0eV,具有正四面體金紅石結(jié)構(gòu)。在摻了氟之后,SnO2薄膜由于具有對(duì)可見光透光性好、紫外吸收系數(shù)大、電阻率低、化學(xué)性能穩(wěn)定以及室溫下抗酸堿能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
導(dǎo)電玻璃是摻雜氟的SnO2導(dǎo)電玻璃(SnO2:F),簡(jiǎn)稱為FTO。FTO玻璃可以做為ITO導(dǎo)電玻璃的替換用品,廣泛用于液晶顯示屏,光催化,薄膜太陽(yáng)能電池基底,染料敏化太陽(yáng)能電池、電致變色玻璃等領(lǐng)域等方面,市場(chǎng)需求極大.
        用于制備FTO薄膜的方法主要包括氣相沉積法(CVD)、濺射、熱蒸發(fā)法、溶膠凝膠法。目前FTO 鍍膜玻璃生產(chǎn)方式主要有兩種:化學(xué)氣相沉積法(APCVD)和磁控濺射法(PVD)?;瘜W(xué)氣相沉積法又分為在線化學(xué)氣相沉積法和離線化學(xué)氣相沉積法及低壓化學(xué)氣相沉積法(LPCVD),磁控濺射法是目前熱門的研究方向。
        在線化學(xué)氣相沉積法是在浮法生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行的在線高溫沉積SnO2:F,是目前光伏FTO 鍍膜的主要生產(chǎn)方式,代表廠商AGC。其產(chǎn)品特點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程中直接產(chǎn)生霧度,可以生產(chǎn)大尺寸的玻璃,膜層穩(wěn)定性,耐酸堿性能突出,易于存儲(chǔ)運(yùn)輸,但透光性能和導(dǎo)電性能相對(duì)較差。
        離線化學(xué)氣相沉積法是在超白浮法玻璃生產(chǎn)后加熱,再進(jìn)行化學(xué)氣相沉積得到光伏FTO 鍍膜玻璃。這種生產(chǎn)方式適宜深加工企業(yè)發(fā)展,投入低,但過(guò)于耗能,產(chǎn)品特性類似于在線CVD方式。
        低壓化學(xué)氣相沉積法類似于離線化學(xué)氣相沉積法,但沉積溫度低,并且可以鍍前電極或者背電極,是一種有前途的生產(chǎn)方法。
        作為高新技術(shù),我國(guó)目前只能開發(fā)出可見光平均透光率達(dá)到80%左右的FTO導(dǎo)電玻璃,還沒(méi)有超過(guò)90%。在高透光率低方阻透明導(dǎo)電膜的研究領(lǐng)域里,需要做更深入的研究。目前我國(guó)需要進(jìn)一步從材料選擇、工藝參數(shù)制定、多層膜光學(xué)設(shè)計(jì)等方面來(lái)提高透明導(dǎo)電膜的綜合性能,使其可見光平均透光率達(dá)到92%以上,從而滿足高技術(shù)的需要。

FTO導(dǎo)電玻璃的透光率和霧度:
        一束平行光束入射某介質(zhì)(如透明塑料)時(shí),由于物質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的不均勻性;表面缺陷,內(nèi)部組織的不均勻,氣泡和雜質(zhì)存在等,光束就會(huì)改變方向(擴(kuò)散和偏折),產(chǎn)生的部分雜亂無(wú)章光線稱散射光。
  上規(guī)定用透過(guò)試樣而偏離入射光方向的散射光通量與透射光通量之比用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示,這就是所謂霧度。霧度大的試樣給人的感覺(jué)將更加模糊。
  光線在透過(guò)試樣時(shí)還會(huì)產(chǎn)生損失,即穿過(guò)試樣的透射光通量永遠(yuǎn)小于照射到試樣上的入射光通量。兩者之比,用百分?jǐn)?shù)表示,上定義為透光率。
  引起透光率下降的原因是試樣兩個(gè)表面對(duì)光線的反射和試樣對(duì)入射光線的全波長(zhǎng)或部分波長(zhǎng)的光能量吸收等。
  在測(cè)試樣品的霧度和透光率過(guò)程中,必須計(jì)量入射光通量(T1),透射光通量(T2)、儀器散射光通量(T3),試樣的散射光通量(T4)。
  透光率:Tt= T2/ T1×
  霧度: H= T4/ Tt×,其中T3為0

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