专利名称：透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂装置及其方法
技术领域：
本发明涉及的是一种喷涂装置及其方法，尤其是一种透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂装置及其方法。属材料的镀覆类领域。
现有技术中采用沉积的工艺方法有真空热蒸发、RF溅射、化学汽相沉积以及压缩气体喷涂等，由于真空热蒸发、RF溅射所需要的制备较复杂，真空度要求较高，沉积薄膜尺寸相当有限，相对而言喷涂法所需要的设备较简单，成本也较低。但要保证喷涂沉积的薄膜成品和质量较困难。经过文献检索发现日本东亚燃料工业株式会社在中国申请了专利，专利号为88103399，名称为形成超导薄膜的方法及设备。这项专利利用超声振荡雾化喷涂沉积超导薄膜，将超声振荡器制作到喷头中，但该专利存在一些不足和缺陷，如机械结构较复杂；部分机械运行的磨损对溶液会造成污染；最佳雾化状态的调节和操作均较复杂。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足和缺陷，利用新的超声波雾化器，把配制的溶液雾化，喷晒到加热的衬底上，形成半导体金属氧化物薄膜，本发明提供一种透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂装置及其方法。
本发明的技术方案如下本发明的内容包括两部分，即①透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂装置，②透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂方法。喷涂装置包括雾化容器、隔离容器、超声波振荡器、喷嘴、传送带、抽气柜、加热装置和衬底，雾化容器套在或半套在隔离容器内，隔离容器的底部设置一超声波振荡器，雾化容器内有配制好的溶液并设有二根导管，一根定量输入载气，另一根供溶液经超声波振荡器雾化后由载气携带定量通过与喷嘴联接定量输出，喷嘴设置在抽气柜内，抽气柜内还设加热装置、传送带和衬底，衬底设在加热装置上方的传送带上，喷嘴的正下方正对衬底，若干个衬底随传送带匀速平行，喷嘴喷出的雾化溶液，均匀地晒在衬底上。加热装置内设功率可调的加热器8和测温装置9。超声振荡器和雾化容器之间用隔离容器隔离，隔离容器底部设超声振荡器，并盛有水。雾化容器的输入导管和输出导管上分别还与阀门串连，还可根据需要加设流量计。雾化容器、喷嘴、导管以及阀门、流量计由防腐蚀材料制成，以避免腐蚀物污染溶液和雾化溶液。衬底的材料由石英玻璃、硅单晶片，硅多晶片制作，或者用普通玻璃，并应预先在其表面形成一层二氧化硅层。
喷涂方法的工艺流程是将选定的化合物，用去离子水或乙醇配制成溶液置入雾化容器，对衬底进行清洗，利用加热装置对衬底加热，由加压氧气(也可以用过滤过的空气)通过导管、雾化容器1引到喷嘴，控制喷嘴将加压氧气携带雾化溶液均匀喷洒在衬底上，抽气柜不断抽去反应后的废气，在衬底上即可形成一层透明光学减反射金属氧化物薄膜。喷涂方法中对衬底温控在400-500℃；喷嘴喷涂载气流量为30-40ml/min；超声波振荡器确定工作功率150W、频率1800KHz。
本发明具有实质性特点和显著的进步，为提高效率生产各种尺寸、性能良好的光学减反射薄膜和透明导电薄膜提供了结构简单的喷涂装置及其有效的喷涂方法。
以下结合附图对本发明进一步描述
图1本发明喷涂装置示意图本发明的内容包括两部分，即①透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂装置，②透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂方法。如图1所示，喷涂装置包括雾化容器1、隔离容器2、超声波振荡器3、喷嘴4、传送带5、抽气柜6、加热装置7和衬底10，雾化容器1套在或半套在隔离容器2内，隔离容器2的底部设置一超声波振荡器3，雾化容器1内有配制好的溶液并设有二根导管，一根定量输入载气，另一根供溶液经超声波振荡器3雾化后由载气携带定量通过与喷嘴4联接定量输出，喷嘴4设置在抽气柜6内，抽气柜6内还设加热装置7、传送带5和衬底10，衬底10设在加热装置7上方的传送带5上，喷嘴4的正下方正对衬底10，若干个衬底10随传送带5匀速平行，喷嘴4喷出的雾化溶液，均匀地晒在衬底10上。加热装置7内设功率可调的加热器8和测温装置9。超声振荡器3和雾化容器1之间用隔离容器2隔离，隔离容器2底部设超声振荡器3，并盛有水。雾化容器1的输入导管和输出导管上分别还与阀门11串连，还可根据需要加设流量计12。雾化容器1、喷嘴4、导管以及阀门11、流量计12由防腐蚀材料制成，以避免腐蚀物污染溶液和雾化溶液。衬底10的材料由石英玻璃、硅单晶片，硅多晶片制作，或者用普通玻璃，并应预先在其表面形成一层二氧化硅层。
喷涂方法的工艺流程是将选定的化合物，用去离子水或乙醇配制成溶液置入雾化容器1，对衬底10地进行清洗，利用加热装置7对衬底10加热，由加压氧气(也可以用过滤过的空气)通过导管、雾化容器1引到喷嘴4，控制喷嘴4将加压氧气携带雾化溶液均匀喷洒在衬底10上，抽气柜6不断把抽去反应后的废气，在衬底10即可形成一层透明光学减反射金属氧化物薄膜。喷涂方法中对衬底温控在400-500℃；喷嘴4喷涂载气流量为30-40ml/min。超声波振荡器3确定工作功率150W、频率1800KHz。
实施例一SnO2薄膜制备及应用工艺流程为①配制溶液SnCl4∶H2O＝1∶5，②衬底10清洗，③衬底10加热控制在400℃，④超声波雾化，⑤载气流量调节到40ml/min，⑥喷涂，⑦测试。
超声波振荡器可确定工作功率150W、频率1800KHz，氧气作为载气。
取得效果如下在没有任何减反、钝化膜的单晶硅太阳电池表面上喷涂一层厚约700nm的SnO2薄膜，电池表面呈深兰色，经测试，太阳电池的短路电流提高了约5～8％。
实施例二掺氟SnO2薄膜制备及应用工艺流程为①配制溶液NH4F∶SnCl4∶H2O＝1∶5∶25，②衬底清洗，③衬底加热控制在500℃，④超声波雾化，⑤载气流量调节到30ml/min，⑥喷涂，⑦测试。
选用超声波振荡器功率在150W、频率在1800KHz，选空气为载气。
取得效果如下在石英玻璃和硅单晶片上沉积出一层掺氟SnO2透明导电薄膜，经测试，薄膜厚为0.14μm，薄层的方块电阻为10Ω/□，薄膜可见光区平均透过率达90％。
实施例三掺锡In2O3薄膜制备及应用工艺流程为①配制溶液SnCl4∶InCl3∶H2O＝1∶30∶100，②衬底清洗，③衬底加热控制在450℃，④超声波雾化，⑤载气流量调节到50ml/min，⑥喷涂，⑦测试。
选用超声波振荡器功率在150W、频率在1800KHz，选氧气为载气。
取得效果如下在石英玻璃和硅单晶片上沉积出一层掺锡In2O3薄膜，经测试，薄膜厚为0.15μm，薄层方块电阻可达8Ω/□，薄膜可见光区平均透过率达95％。
权利要求
1.一种透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂装置，包括超声波振荡器3、喷嘴4，其特征在于还包括雾化容器1、隔离容器2、传送带5、抽气柜6、加热装置7和衬底10，雾化容器1套在或半套在隔离容器2内，隔离容器2的底部设置一超声波振荡器3，雾化容器1内有配制好的溶液并设有二根导管，一根定量输入载气，另一根供溶液经超声波振荡器3雾化后由载气携带定量通过与喷嘴4联接定量输出，喷嘴4设置在抽气柜6内，抽气柜内还设加热装置7、传送带5和衬底10，衬底10设在加热装置7上方的传送带5上，喷嘴4的正下方正对衬底10，若干个衬底10随传送带5匀速平行，喷嘴4喷出的雾化溶液，均匀地晒在衬底10上。
2.根据权利要求1所述的这种透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂装置，其特征还在于加热装置7内设功率可调的加热器8和测温装置9。
3.根据权利要求1所述的这种透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂装置，其特征还在于超声振荡器3和雾化容器1之间用隔离容器2隔离，隔离容器2底部设超声振荡器3，并盛有水。
4.根据权利要求1所述的这种透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂装置，其特征还在于雾化容器1的输入导管和输出导管上分别还与阀门11串连，还可根据需要加设流量计12。
5.根据权利要求1所述的这种透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂装置，其特征还在于雾化容器1、喷嘴4、导管以及阀门11、流量计12由防腐蚀材料制成。
6.根据权利要求1所述的这种透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂装置，其特征还在于衬底10的材料由石英玻璃、硅单晶片，硅多晶片制作，或者用普通玻璃，并应预先在其表面形成一层二氧化硅层。
7.一种透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂方法，其特征在于这种喷涂方法的对衬底10进行清洗，利用加热装置7对衬底10加热，由加压氧气(也可以用过滤过的空气)通过导管、雾化容器1引到喷嘴4，控制喷嘴4将加压氧气携带雾化溶液均匀喷洒在衬底10上，抽气柜6不断把抽去反应后的废气，在衬底10即可形成一层金属氧化物光学减反射薄膜或透明导电薄膜。
8.根据权利要求7所述的这种透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂方法，其特征还在于喷涂方法中对衬底温控在400-500℃。
9.根据权利要求7所述的这种透明导电薄膜和减反射薄膜喷涂方法，其特征还在于喷嘴4喷涂载气流量为30-40ml/min。
全文摘要
本发明包括喷涂装置和喷涂方法两部分。喷涂装置:雾化容器套在或半套在隔离容器内,隔离容器的底部设置一超声波振荡器,雾化容器内有配制好的溶液经超声波振荡器雾化后由载气携带定量通过与喷嘴联接定量输出,喷嘴设置在抽气柜内,喷嘴喷出的雾化溶液,均匀地晒在衬底上。喷涂方法:将选定的化合物配制成溶液置入雾化容器,对衬底进行清洗,将加压氧气携带雾化溶液均匀喷洒在衬底上。
文档编号B05B17/06GK1259405SQ99116819
公开日2000年7月12日 申请日期1999年8月30日 优先权日1999年8月30日
发明者崔容强, 周之斌, 孙铁囤, 周帅先 申请人:上海交通大学