高透光率低辐射自清洁玻璃的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种对可见光具有高透光率、对红外线具有高反射率的自清洁玻璃。该种玻璃在其一侧具有采用磁控溅射工艺制备的镀层，且镀层结构为：介质层1、介质层2、介质层3、玻璃基层。所述介质层1采用15~200nm厚度的含稀土元素氧化钛层，介质层2采用10~150nm厚度氧化钛/氧化硅共混层，介质层3采用5~350nm金属氧化物或金属氟化物层。本发明采用磁控溅射工艺，整个生产过程安全环保，对环境无污染；采用的玻璃膜层设计结构，表面水接触角＜2o，在可见光波段，透光率较之同样规格无镀层玻璃提高2%，可见光反射率下降5%；红外线反射率达70%。本发明通过镀层膜系设计，克服了传统氧化钛涂层自清洁玻璃在高透光率与低辐射两方面性能上的矛盾，可广泛用作高端建材及光伏玻璃。
【专利说明】高透光率低辐射自清洁玻璃
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高透光率低辐射自清洁玻璃，是目前高端建筑装潢和光伏组件面板的关键材料之一，属于新型建筑材料和光伏技术。
【背景技术】
[0002]自1969年氧化钛对有机物的光催化降解作用被首次发现起，以其为镀层的自清洁玻璃已得到了广泛研宄开发。目前，正在研宄或已得到应用的自清洁玻璃多达上百种，从生产方法上总体可分为三大类:磁控溅射法、电子束蒸镀法、溶胶凝胶法；产品的功能也从原先单一的自清洁表面发展为多种复合功能，如低辐射自清洁型，高抑菌型，增透自清洁型等等。
[0003]现有普通自清洁玻璃产品较之无镀层玻璃，透光率普遍偏低、反射率较高。用于建筑领域，会导致通透感下降；用于光伏领域，则会降低组件光电转换效率。新近出现的增透自清洁玻璃，虽在保留自清洁功能的同时改善了透光率，但普遍存在红外线透过率较高，用于建筑领域不够节能环保的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种高透光率低辐射自清洁玻璃。本高透光率低辐射自清洁玻璃，系基于玻璃基层，采用磁控溅射工艺制得。其主要结构为玻璃一侧表面具有三层镀层，由外向内分别为介质层1、介质层2、介质层3。所述基层为由钠玻璃、高硼娃玻璃、K9玻璃制造的平板玻璃和热弯玻璃，包括钢化和非钢化两种形态。介质层I为厚度为15~200nm的含稀土元素氧化钛层；其成分主要为锐钛矿型Ti02，并掺杂有但不限于以下几种稀土金属元素:铈、铕、铒等等。介质层2为厚度为10~150nm的氧化钛和氧化硅混合物层，氧化钛与氧化硅的比例介于1:10至1:2之间。介质层3为厚度为5~350nm的金属氧化物或金属卤化物层，其成分可以是但不限于:氟化镁、氟化银、氟化钙、铟锡氧化物、氧化锆、氧化镍等等。
[0005]所述介质层I以定制钛/稀土金属合金材料为靶材，充氧气生成对应氧化物，采用真空磁控溅射的方法，其中溅射气体为体积流量为10~70标况毫升每分的氩气和体积流量为30~95标况毫升每分的氧气组成，派射功率为10~50千瓦。
[0006]所述介质层2以对应钛-硅合金材料为靶材，充氧气生成对应氧化物，采用真空磁控溅射的方法，其中溅射气体为体积流量为10~70标况毫升每分的氩气和体积流量为30-95标况_升每分的氧气组成，派射功率为10~50千瓦。
[0007]所述介质层3以对应金属材料为靶材，充氧气生成对应氧化物，或充入卤素气体生成对应卤化物。采用真空磁控溅射的方法，其中溅射气体为体积流量为10~90标况毫升每分的氩气和体积流量为20~95标况毫升每分的氧气或齒素气体两种气体组成，派射功率为10~70千瓦。
[0008]与现有技术相比，本发明具有以下优点:采用磁控溅射工艺，整个生产过程安全环保，对环境不会造成任何污染；采用多层膜系结构，在降低可见光反射率、确保对可见光高透过率的同时，兼具对红外线很高的反射率(不低于70%)。
[0009]本发明攻克了目前市场上多功能自清洁玻璃在高透光率与低辐射两方面性能上的矛盾，为建筑行业提供了非常实用的节能环保玻璃产品，也同时可用于光伏组件，可进一步提高组件的光电转换效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]参见图1所示:
I为介质层I，II为介质层2，III为介质层3，IV为基层。
[0012]实施实例1:采用5毫米厚浮法超白玻璃为基层，经过清洗、烘干处理，待用；利用磁控溅射工艺，抽真空达到要求后，依次经过镁靶、钛-硅合金靶、钛-铕合金靶，并一次均匀通入高纯度氩气、氩-氟混合气、氩-氧混合气，通过调整功率和气体浓度，可形成结构为基层(5毫米浮法超白玻)、介质层3 (材质为氟化镁，厚度5~350nm)、介质层2 (材质为钛娃氧化物，厚度10~150nm)、介质层I (材质为硅铕氧化物，厚度为15~200nm)的镀层玻璃，这种玻璃对可见光的透光率达95%，反射率为2%，红外波段反射率为72%。
[0013]实施实例2:采用5毫米厚浮法白玻璃为基层，经过清洗、烘干处理，待用；利用磁控溅射工艺，抽真空达到要求后，经过真空溅射铟锡镀膜室、真空溅射等离子增强沉积钛-硅室、真空溅射等离子增强沉积钛-铒室，通过调整功率和气体浓度，可形成基层(5毫米浮法白玻)、介质层3 (材质为氧化铟锡，厚度5~350nm)、介质层2 (材质为钛娃氧化物，厚度10~150nm)、介质层I (材质为娃铒氧化物，厚度为15~200nm)的镀层玻璃，这种玻璃对可见光的透光率达91%，反射率为3%，红外波段反射率为73%。
【权利要求】
1.高透光率低辐射自清洁玻璃，其特征在于:该玻璃一个表面具有三层镀层，由外至内一次为介质层1、介质层2、介质层3、基层(玻璃)。
2.根据权利要求1所述的高透光率低辐射自清洁玻璃，其特征在于:所述的镀层采用真空磁控溅射工艺加工而成，镀层表面水接触角< 2°。
3.根据权利要求1所述的高透光率低辐射自清洁玻璃，其特征在于:所述的介质层I由磁控溅射工艺制得的厚度为15~200nm的含稀土元素氧化钛层，其成分主要为锐钛矿型Ti02，并掺杂有钟、铕或铒稀土金属元素。
4.根据权利要求1所述的高透光率低辐射自清洁玻璃，其特征在于:所述的介质层2由磁控溅射工艺制得的厚度为10~150nm的氧化钛或氧化硅混合物层，氧化钛与氧化硅的比例介于1:10至1:2之间。
5.根据权利要求1所述的高透光率低辐射自清洁玻璃，其特征在于:所述的介质层3由磁控溅射工艺制得的厚度为5~350nm的金属氧化物或金属卤化物层，其成分包括氟化镁、氟化银、氟化钙、铟锡氧化物、氧化锆或氧化镍。
6.根据权利要求1所述的高透光率低辐射自清洁玻璃，其特征在于:所述的基层由钠玻璃、高硼硅玻璃、K9玻璃制造的平板玻璃或热弯玻璃，其形态为钢化或非钢化两种。
【文档编号】C03C17/34GK104445994SQ201410692316
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】孔德云, 武文轩 申请人:合肥嘉伟装饰工程有限责任公司