一种薄膜器件的制作方法

本实用新型属于薄膜器件技术领域，具体地涉及一种可进行高温热处理的薄膜器件。

背景技术：

普通的玻璃没有隔热功能，随着人们节能意识的增强，现在很多建筑物或汽车都已使用镀膜玻璃(薄膜器件)，这些镀膜玻璃可以起到很好的隔热效果，使建筑物内部或车内的舒适度增加。

太阳能电池是用于通过阳光直接生成电流的光伏元件。由于对清洁能源的需求不断增加，最近几年太阳能电池的制造已经大幅扩大并且还在持续扩大。由于透明导电氧化物膜作为透明涂层和电极的多功能性，其在太阳能电池中得到广泛使用。在许多情况下，通过增加透明导电氧化物膜的掺杂物降低电阻导致不期望的透明度的降低，同时透明导电氧化物膜在进行高温热处理后，其一些性能会出现下降。还有为了进一步降低透明导电氧化物膜的电阻，则需要更厚的膜层，这会导致膜层的透过率降低、膜层的应力增大而导致膜层的不稳定性增加，也增加了膜层的制造成本。

在太阳能电池、建筑及汽车等应用领域所使用的薄膜器件，其在制备过程都需要经受高温热处理，因此要求该薄膜器件能够耐受高温热处理，同时具备高的可见光透过率、低的电阻、良好的抗机械性能及高的稳定性等，但现有的薄膜器件无法满足该要求，有必要对其进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够耐受高温热处理，同时具备高的可见光透过率、低的电阻、良好的抗机械性能及高的稳定性的薄膜器件用以解决上述存在的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种薄膜器件，包括依次向上层叠的基板、底层电介质膜层、膜层组件和保护膜层，所述膜层组件包括沿基板向上依次层叠的银膜层、牺牲膜层和电介质膜层，或所述膜层组件包括沿基板向上依次层叠的牺牲膜层、银膜层和电介质膜层，所述膜层组件还包括agla膜层，所述agla膜层层叠在牺牲膜层与电介质膜层之间；或所述agla膜层层叠在银膜层下面；或所述agla膜层层叠在牺牲膜层与电介质膜层之间，同时所述agla膜层还层叠在银膜层下面。

进一步的，所述agla膜层的厚度为0.05-10nm，优选厚度为1-8nm。

进一步的，所述agla膜层中la的含量≤50at％。

更进一步的，所述agla膜层中la的含量≤30at％。

更进一步的，所述agla膜层中la的含量≤20at％。

更进一步的，所述agla膜层中la的含量≤10at％。

进一步的，所述牺牲膜层的厚度为0.1-8nm，优选厚度为1-5nm。

进一步的，所述牺牲膜层的材料为nicr、ti、nicrox、cr、nicrmo、crox、moox、timo、timoox、niti、tiox和nitiox中的任意一种或它们的任一组合。

进一步的，所述电介质膜层、底层电介质膜层和保护膜层的材料为snox、tiox、siox、sinx、znox、alznox、znxsnyon、zrox、znxtiyon、nbox、tixnbyon、sinox、ito、azo、iwo、bzo、gzo、izo、imo、ico、itio、igzo、氧化锡基材料和金属硫化物中的任意一种或它们的任一组合。

进一步的，所述电介质膜层、底层电介质膜层和保护膜层的膜层厚度为1-100nm。

进一步的，所述基板为玻璃基板、聚酰亚胺基板、或具有太阳能电池结构的基板。

进一步的，所述膜层组件的数量为两个，两个膜层组件依次层叠设置。

进一步的，所述膜层组件的数量为三个，三个膜层组件依次层叠设置。

进一步的，所述膜层组件的数量为四个，四个膜层组件依次层叠设置。

进一步的，该薄膜器件用于制作成夹层薄膜器件或中空薄膜器件。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型通过在牺牲膜层之上和/或银膜层之下形成agla膜层，可以使整个膜系的内应力减小，可很好的保护银膜层和牺牲膜层免受外界环境的破坏，该膜层在较高的温度环境下保持良好的膜层质量，从而可以提高膜系在高温热处理的稳定性，又可提高该薄膜器件的化学稳定性和改善其机械性能。此外，本实用新型还具有高的光透过率、低的电阻。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种薄膜器件的结构示意图；

图2为本实用新型的另一种薄膜器件的结构示意图；

图3为本实用新型的第三种薄膜器件的结构示意图；

图4为本实用新型的第四种薄膜器件的结构示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

在此先说明，本实用新型中的氧化锡基材料为氧化锡掺杂氟的材料、氧化锡掺碘的材料、氧化锡掺杂锑的材料或它们的任一组合；本实用新型中的ito是指氧化铟掺杂锡的材料、azo是指氧化锌掺杂铝的材料、iwo是指氧化铟掺杂钨的材料、bzo是指氧化锌掺杂硼的材料、gzo是指氧化锌掺杂镓的材料、izo是指氧化锌掺杂铟的材料、imo是指氧化铟掺杂钼的材料、ico是指氧化铟掺杂铈的材料、itio是指氧化铟掺杂钛的材料、igzo是指氧化锌掺杂铟镓的材料。

如图1所示，一种薄膜器件，包括依次向上层叠的基板1、底层电介质膜层2、膜层组件和保护膜层7，所述膜层组件包括沿基板1向上依次层叠的银膜层3、牺牲膜层4和电介质膜层6，所述膜层组件还包括agla膜层5，所述agla膜层5层叠在牺牲膜层4与电介质膜层6之间。

优选的，所述agla膜层5的厚度为0.05-10nm，优选厚度为1-8nm，若膜层太薄起不到应有的作用，若膜层太厚会降低膜层的光学性能，同时会使膜层间的粘接效果下降。

优选的，所述agla膜层5中la的含量≤50at％，使膜层可以耐受更高的温度。

更优选的，所述agla膜层5中la的含量≤30at％，使膜层可以耐受更高的温度。

更优选的，所述agla膜层5中la的含量≤20at％，在较高的温度下膜层仍然保持良好的界面状态，同时使膜层的光学性能更好。

更优选的，所述agla膜层5中la的含量≤10at％，膜层的功函数与牺牲层更加匹配，使膜系的电学性能更加优异。

优选的，所述底层电介质膜层2、电介质膜层6和保护膜层7的膜层厚度均为1-100nm，这些膜层太薄的话起不到应有的效果，太厚的话则会严重影响光的透过效果，同时会影响膜层之间的粘接效果，且会增加制造成本。

优选的，所述牺牲膜层4的厚度为0.1-8nm，优选厚度为1-5nm，若膜层太厚的话，会减弱整个膜系的粘接性能同时减弱其光学性能，若膜层太薄的话，其起不到应有的作用。

具体的，所述牺牲膜层4的材料可以为nicr、ti、nicrox、cr、nicrmo、crox、moox、timo、timoox、niti、tiox和nitiox中的任意一种或它们的任一组合。

所述底层电介质膜层2、电介质膜层6和保护膜层7的材料可以为snox、tiox、siox、sinx、znox、alznox、znxsnyon、zrox、znxtiyon、nbox、tixnbyon、sinox、ito、azo、iwo、bzo、gzo、izo、imo、ico、itio、igzo、氧化锡基材料和金属硫化物中的任意一种或它们的任一组合。

所述基板1为玻璃基板、聚酰亚胺基板、或具有太阳能电池结构的基板等。

当然，在一些实施例中，agla膜层也可以是设置在银膜层下面，或agla膜层设置在牺牲膜层与电介质膜层之间，同时还设置在银膜层下面。

当然，在一些实施例中，上述膜层组件中的牺牲膜层也可以是设置在银膜层下面，即膜层组件包括沿基板向外依次层叠的牺牲膜层、银膜层和电介质膜层。

此外，也可在沉积银膜层3之前先沉积一层牺牲膜层。

图2所示为本实用新型薄膜器件的另一种结构，其与图1所示的薄膜器件的区别为：膜层组件的数量为两个，两个膜层组件依次层叠，其具体结构为包括依次层叠的基板1、底层电介质膜层2、第一银膜层3、第一牺牲膜层4、第一agla膜层5、第一电介质膜层6、第二银膜层31、第二牺牲膜层41、第二agla膜层51、第二电介质膜层61和保护膜层7。图2的薄膜器件相对于图1的薄膜器件，方块电阻更低。

图3所示为本实用新型薄膜器件的另一种结构，其与图2所示的薄膜器件的区别为：膜层组件的数量为三个，三个膜层组件依次层叠，其具体结构为包括依次层叠的基板1、底层电介质膜层2、第一银膜层3、第一牺牲膜层4、第一agla膜层5、第一电介质膜层6、第二银膜层31、第二牺牲膜层41、第二agla膜层51、第二电介质膜层61、第三银膜层32、第三牺牲膜层42、第三agla膜层52、第三电介质膜层62和保护膜层7。图3的薄膜器件相对于图2的薄膜器件，方块电阻更低。

图4所示为本实用新型薄膜器件的另一种结构，其与图3所示的薄膜器件的区别为：膜层组件的数量为四个，四个膜层组件依次层叠，其具体结构为包括依次层叠的基板1、底层电介质膜层2、第一银膜层3、第一牺牲膜层4、第一agla膜层5、第一电介质膜层6、第二银膜层31、第二牺牲膜层41、第二agla膜层51、第二电介质膜层61、第三银膜层32、第三牺牲膜层42、第三agla膜层52、第三电介质膜层62、第四银膜层33、第四牺牲膜层43、第四agla膜层53、第四电介质膜层63和保护膜层7。图4的薄膜器件相对于图3的薄膜器件，方块电阻更低。

下面将通过几个具体实施例来说明本实用新型的薄膜器件。以下涉及的实施例及对比例，均是在干净的、厚度为2.0mm的透明浮法玻璃原片(标记为玻璃基板2.0c)的空气面上依次镀上各膜层。

单片玻璃基板镀膜高温热处理后，镀膜玻璃基板的最外镀膜层为最外保护膜层，最外保护膜层向外依次和厚度为0.76mm的pvb、另外一片没有镀膜的厚度为2.0mm的透明浮法玻璃基板层压在一起，形成镀膜夹层玻璃。而形成的镀膜夹层玻璃需要通过敲击实验——最重要的物理性能测试之一，该实验是衡量膜层与pvb、玻璃之间粘结性能的检测方法。solutiaeuropes.a.公司将夹层玻璃敲击标准分为9级。根据敲击后碎玻璃粘在pvb上的量从少到多，规定标准等级为第1级至第9级。满足国标gb9656-2003要求的夹层玻璃需要符合的敲击等级为：第3级≤敲击等级≤第6级。

敲击实验步骤为：

a.从整个镀膜夹层玻璃上切下两块100×300mm的试验片；b.将两试样放置在-18℃±2℃下保存至少2小时；c.将试样从上述低温处取出放置在常温下1-2分钟，便放在试样箱上用铁锤敲击；d.敲击后试样允许恢复到室温再与标准样片对照，但要等到冷凝水挥发后；e.将试样认真与标准样片比较，就可以判断出敲击实验的等级。

实施例1

在玻璃基板2.0c(基板1)上依次镀上厚度为32nm的znsno2膜层；厚度为10nm的zno2膜层作为底层电介质膜层2；厚度为12nm的银膜层3；厚度为3nm的ti膜层(牺牲膜层4)；厚度为0.05nm的agla膜层5，其中la的含量为50at％；厚度为23nm的znsno2膜层(电介质膜层6)；厚度为17nm的si3n4膜层作为保护膜层7，得到可热处理镀膜玻璃，即薄膜器件，结构如图1所示。

光学性能测试：

在热处理之前，单片镀膜玻璃的可见光透过率81.5％；580℃热处理10min后检测，单片镀膜玻璃的可见光透过率为83.8％，方块电阻为5.0ω/□；然后洗涤、合片等工序后获得的镀膜夹层玻璃，经检测，其可见光透过率为77.6％。

物理性能：

按照gb9656-2003，冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。经检测，敲击实验等级为4级，说明膜层与玻璃和pvb的附着力都很好。

实施例2

在玻璃基板2.0c(基板1)上依次镀上厚度为28nm的znsno2膜层；厚度为15nm的zno2膜层作为底层电介质膜层2；厚度为12nm的银膜层3；厚度为2nm的ti膜层(牺牲膜层4)；厚度为0.5nm的agla膜层5，其中la的含量为20at％；厚度为30nm的znsno2膜层(电介质膜层6)；厚度为12nm的si3n4膜层作为保护膜层7，得到可热处理镀膜玻璃，即薄膜器件，结构如图1所示。

光学性能测试：

在热处理之前，单片镀膜玻璃的可见光透过率81.9％；580℃热处理10min后检测，单片镀膜玻璃的可见光透过率为84.1％，方块电阻为4.9ω/□；然后洗涤、合片等工序后获得的镀膜夹层玻璃，经检测，其可见光透过率为77.9％。

物理性能：

按照gb9656-2003，冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。经检测，敲击实验等级为4级，说明膜层与玻璃和pvb的附着力都很好。

实施例3

在玻璃基板2.0c(基板)上依次镀上厚度为30nm的znsno2膜层；厚度为13nm的zno2膜层作为底层电介质膜层；厚度为1.5nm的agla膜层，其中la的含量为10at％；厚度为11nm的银膜层；厚度为3nm的ti膜层(牺牲膜层)；厚度为28nm的znsno2膜层(电介质膜层)；厚度为15nm的si3n4膜层作为保护膜层，得到可热处理镀膜玻璃，即薄膜器件。

光学性能测试：

在热处理之前，单片镀膜玻璃的可见光透过率82.1％；580℃热处理10min后检测，单片镀膜玻璃的可见光透过率为84.5％，方块电阻为5.1ω/□；然后洗涤、合片等工序后获得的镀膜夹层玻璃，经检测，其可见光透过率为78.1％。

物理性能：

按照gb9656-2003，冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。经检测，敲击实验等级为4级，说明膜层与玻璃和pvb的附着力都很好。

实施例4

在玻璃基板2.0c(基板)上依次镀上厚度为35nm的znsno1.8膜层(底层电介质膜层)；厚度为1nm的agla膜层，其中la的含量为10at％；厚度为8nm的银膜层；厚度为0.1nm的niti膜层(牺牲膜层)；厚度为10nm的agla膜层，其中la的含量为10at％；厚度为77nm的znsno1.8膜层(电介质膜层)；厚度为11nm的银膜层；厚度为3nm的niti膜层(牺牲膜层)；厚度为2nm的agla膜层，其中la的含量为30at％；厚度为28nm的znsno1.8膜层(电介质膜层)；厚度为8nm的tio2膜层作为保护膜层，得到可热处理镀膜玻璃，即薄膜器件。

光学性能测试：

在热处理之前，单片镀膜玻璃的可见光透过率79.2％；585℃热处理10min后检测，单片镀膜玻璃可见光透过率为81.3％，方块电阻为3.2ω/□；然后洗涤、合片等工序后获得的镀膜夹层玻璃，经检测，其可见光透过率为75.9％。

物理性能：

按照gb9656-2003，冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。经检测，敲击实验等级为4级，说明膜层与玻璃和pvb的附着力都很好。

实施例5

在玻璃基板2.0c(基板1)上依次镀上厚度为15nm的si3n4膜层；厚度为18nm的znsno2.3膜层作为底层电介质膜层2；厚度为12nm的银膜层(第一银膜层3)；厚度为2nm的timo膜层(第一牺牲膜层4)；厚度为1nm的agla膜层(第一agla膜层5)，其中la的含量为20at％；厚度为73nm的znsno2.3膜层(第一电介质膜层6)；厚度为10nm的银膜层(第二银膜层31)；厚度为1nm的nicr膜层(第二牺牲膜层41)；厚度为1nm的agla膜层(第二agla膜层51)，其中la的含量为20at％；厚度为68nm的znsno2.3膜层(第二电介质膜层61)；厚度为9nm的银膜层(第三银膜层32)；厚度为8nm的niti膜层(第三牺牲膜层42)；厚度为0.05nm的agla膜层(第三agla膜层52)，其中la的含量为50at％；厚度为20nm的alzno2膜层(第三电介质膜层62)；厚度为15nm的zro2膜层作为保护膜层7，得到可热处理镀膜玻璃，即薄膜器件，结构如图3所示。

光学性能测试：

在热处理之前，单片镀膜玻璃的可见光透过率77.7％；590℃热处理10min后检测，单片镀膜玻璃可见光透过率为79.7％，方块电阻为2.3ω/□；然后洗涤、合片等工序后获得的镀膜夹层玻璃，经检测，其可见光透过率为71.5％。

物理性能：

按照gb9656-2003，冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。经检测，敲击实验等级为3级，说明膜层与玻璃和pvb的附着力都很好。

实施例6

在玻璃基板2.0c(基板1)上依次镀上厚度为10nm的cds膜层；厚度为15nm的si3n4膜层；厚度为8nm的zno膜层作为底层电介质膜层2；厚度为12nm的银膜层(第一银膜层3)；厚度为2nm的timo膜层(第一牺牲膜层4)；厚度为2nm的agla膜层(第一agla膜层5)，其中la的含量为10at％；厚度为65nm的znsno2.3膜层；厚度为8nm的zno膜层作为第一电介质膜层6；厚度为10nm的银膜层(第二银膜层31)；厚度为2nm的nicr膜层(第二牺牲膜层41)；厚度为1nm的agla膜层(第二agla膜层51)，其中la的含量为20at％；厚度为68nm的znsno2.3膜层(第二电介质膜层61)；厚度为8nm的银膜层(第三银膜层32)；厚度为3nm的niti膜层(第三牺牲膜层42)；厚度为0.1nm的agla膜层(第三agla膜层52)，其中la的含量为20at％；厚度为70nm的alzno2膜层；厚度为8nm的zno膜层作为第三电介质膜层62；厚度为6nm的银膜层(第四银膜层33)；厚度为2nm的nicr膜层(第四牺牲膜层43)；厚度为2nm的agla膜层(第四agla膜层53)，其中la的含量为50at％；厚度为25nm的alzno2膜层(第四电介质膜层63)；厚度为15nm的zro2膜层作为保护膜层7，得到可热处理镀膜玻璃，即薄膜器件，结构如图4所示。

光学性能测试：

在热处理之前，单片镀膜玻璃的可见光透过率74.3％；590℃热处理10min后检测，单片镀膜玻璃可见光透过率为75.4％，方块电阻为1.0ω/□；然后洗涤、合片等工序后获得的镀膜夹层玻璃，经检测，其可见光透过率为68.3％。

物理性能：

按照gb9656-2003，冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。经检测，敲击实验等级为3级，说明膜层与玻璃和pvb的附着力都很好。

实施例7

在玻璃基板2.0c上依次镀上厚度为35nm的znsno1.8膜层；厚度为8nm的银膜层；厚度为0.1nm的niti膜层；厚度为77nm的znsno1.8膜层；厚度为11nm的银膜层；厚度为3nm的niti膜层；厚度为28nm的znsno1.8膜层；厚度为8nm的tio2膜层作为保护膜层，得到可热处理镀膜玻璃，即薄膜器件。

光学性能测试：

在热处理之前，单片镀膜玻璃的可见光透过率77.9％；585℃热处理10min后检测，单片镀膜玻璃的可见光透过率为79.8％，方块电阻为4.6ω/□；然后洗涤、合片等工序后获得的镀膜夹层玻璃，经检测，其可见光透过率为73.3％。

物理性能：

按照gb9656-2003，冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。经检测，敲击实验等级为3级，说明膜层与玻璃和pvb的附着力都很好。

实施例8

将实施例4制得的镀膜玻璃进行高温热处理，使其在620℃的加热炉内停留14min，然后测试单片镀膜玻璃的方块电阻为5.8ω/□。

将该单片膜玻璃通过合片等工序后获得的镀膜夹层玻璃按照gb9656-2003，冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。经检测，敲击实验等级为3级，说明膜层与玻璃和pvb的附着力都很好。

实施例9

将实施例7制得的镀膜玻璃进行高温热处理，使其在620℃的加热炉内停留14min，然后测试单片镀膜玻璃的方块电阻为22.1ω/□。

将该单片镀膜玻璃通过合片等工序后获得的镀膜夹层玻璃按照gb9656-2003，冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均不能满足要求。经检测，敲击实验等级为2级，说明膜层与玻璃和pvb的附着力变差。

实施例8与实施例9的比较可以看出：实施例8的方块电阻与实施例4的方块电阻相差不大，而实施例9的方块电阻比实施例7的方块电阻增大了很多，说明经过实施例9的高温热处理后其银膜层受到一定程度的破坏；从另一方面讲，采用在所述牺牲层之上形成agla膜层；或在所述银膜层之下形成agla膜层；或在所述牺牲层之上形成agla膜层，同时在所述银膜层之下形成agla膜层；可以提高整个膜系结构的耐高温性能、耐机械性能和化学稳定性。

本实用新型的薄膜器件可以用于制作成夹层薄膜器件或中空薄膜器件。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。