一种防紫外透明发电玻璃的结构及其制备方法与流程

本发明属于光电材料与器件技术领域，涉及一种一种防紫外透明发电玻璃的结构及其制备方法。

背景技术：

全球变暖是人类维持地球生活的关键问题。传统的能量产生通常伴随着温室气体的副产生，温室气体的大气成分迅速增加，导致海平面上升和臭氧的破坏，从而导致紫外(uv)光过滤失灵。过量的紫外线可能直接到达人体，这引起严重的晒伤，免疫抑制，光老化和皮肤癌的担忧。现有的玻璃对紫外线的防护很有限，而发电玻璃主要吸收可见光部分，对紫外光没有防护作用，而且透明度很差，本发明制备了一种对防紫外的透明发电玻璃。充分吸收紫外光进行发电，即保证了玻璃的透明度，也起到了防紫外线的作用，而且可利用紫外光进行发电。可应用于汽车及建筑物外墙玻璃上。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可应用于汽车及建筑物外墙的防紫外透明发电玻璃结构及其制备方法。该透明发电玻璃吸收紫外波段的光，能使可见光波段的光透过，既能吸收紫外线又能发电。

本发明的目的通过如下技术方案实现：该器件结构包括正极、紫外光吸收层、负极。本发明器件充分利用紫外波段，对可见光波段全透过。防止紫外线伤害的同时发电。

所述的发电玻璃的紫外线光吸收层的材料可为过渡金属氧化物。所述的发电玻璃的紫外线光吸收层，对可见光波段可完全透过，对紫外波段的光有吸收。通过调节器件光吸收层的吸收光谱及厚度，使尽量多的可见光透过，非可见光反射或散射而被光吸收层吸收。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种防紫外透明发电玻璃结构，包括正极光吸收层、阴极；所述光吸收层对波长范围大小于400nm的紫外红外及红外波段光有吸收。

所述的光吸收包括zno层和niox层或是wox等过渡金属氧化物材料

所述的光吸收层的制备方法可以是溅射法，热蒸发法，旋涂法等技术。

所述材料优选zno层和niox层。所述zno的厚度为50nm-200nm,氧化镍或氧化钨的厚度为30nm-150nm。

所述透明电极，可以是氧化铟锡(ito),掺杂二氧化锡(fto),铟镓锌氧化物(igzo)和石墨烯及其衍生物中的至少一种。

所述的防紫外透明发电玻璃的应用，所述器件作为汽车或建筑物外墙的玻璃使用。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明器件充分利用紫外波段的光，防止其对人的伤害，并吸收光转化成电能。对可见光具有很好的透过。解决了汽车及建筑物所要求的高可见光透过率、防紫外线等问题。

附图说明

图1.为一种防紫外透明发电玻璃示意图，其中(1)正极；(2)光吸收层；3为阴极。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

1、将方阻为薄层电阻为5-20ω/□的fto玻璃，用超声波处理，用异丙醇，丙酮和去离子水进行化学清洁。

2、使用rf溅射系统将250nm厚的zno膜沉积在fto涂覆的玻璃上。

3、在zno上利用直流溅射沉积一层金属镍。

4、将沉积了金属镍的衬底放入rtp退货炉中在氧气气氛中氧化，温度为200-700摄氏度(在此为600摄氏度)，时间为10-60min(在此为40min).使金属镍氧化成氧化镍。

5、在氧化镍上利用磁控溅射技术制备ito。

实施例2

1、将方阻为薄层电阻为5-20ω/□的fto玻璃，用超声波处理，用异丙醇，丙酮和蒸馏水进行化学清洁；

2、使用rf溅射系统将250nm厚的zno膜沉积在fto涂覆的玻璃上。

3、在zno上利用直流溅射沉积一层氧化镍薄膜厚度为40nm。

4、在氧化镍上利用磁控溅射技术制备ito。

实施例3

1、将方阻为薄层电阻为5-20ω/□的fto玻璃，用超声波处理，用异丙醇，丙酮和蒸馏水进行化学清洁；

2、使用旋涂法将250nm厚的zno膜沉积在fto涂覆的玻璃上。

3、在zno上利用直流溅射沉积一层氧化镍薄膜厚度为40nm。

4、在氧化镍上利用磁控溅射技术制备ito。

技术特征：

1.一种防紫外透明发电玻璃，其特征在于，发电玻璃包括依次层叠的负极(1)、光吸收层(2)、正极(3)。

2.根据权利要求1所述的防紫外透明发电玻璃，其特征在于，所述的光吸收(2)包括zno层，以及氧化镍层或是氧化镍等中的一种或二种以上过渡金属氧化物材料。

3.根据权利要求2所述的防紫外透明发电玻璃，其特征在于所述的光吸收(2)包括zno层，以及niox层或是wox等中的一种或二种以上过渡金属氧化物薄膜可以用旋涂法，热蒸发法、溅射法或热氧化法中的一种或二种以上制备。

4.根据权利要求1所述的防紫外透明发电玻璃，其特征在于，所述fto厚度为20-1000nm,方阻为5-100ω/□。

5.根据权利要求1所述的防紫外透明发电玻璃，其特征在于光吸收层中zno的厚度为50nm-500nm,氧化镍或氧化钨的厚度为10nm-100nm。

6.根据权利要求1所述的防紫外透明发电玻璃，其特征在于，所述透明电极，可以是氧化铟锡(ito),掺杂二氧化锡(fto),铟镓锌氧化物(igzo)和石墨烯及其衍生物中的至少一种。

7.根据权利要求1-6任一所述的防紫外透明发电玻璃，其特征在于，所述光吸收层对波长范围小于405nm的紫外光波段有吸收。

8.一种权利要求1-7任一所述的防紫外透明发电玻璃的结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在玻璃上利用旋涂或磁控溅射技术生长fto；

步骤二、在fto上利用溶液法、磁控溅射或热蒸发法沉积光吸收层，可包括氧化锌，氧化镍或氧化钨等过渡金属氧化物材料、

步骤三、在光吸收层上制备透明导电电极，可以是氧化铟锡(ito),掺杂二氧化锡(fto),铟镓锌氧化物(igzo)和石墨烯及其衍生物中的至少一种。

技术总结
本发明属于光电材料与器件技术领域，公开了一种防紫外透明发电玻璃的结构及制备方法。该器件结构包括正极、紫外光吸收层、负极。本发明器件充分利用紫外波段，对可见光波段全透过。防止紫外线伤害的同时，吸收紫外光，转换成电能。可用于建筑物外墙和汽车玻璃等，具备环保的优点。

技术研发人员：刘生忠;焦玉骁;王辉;曹越先;杜敏永;段连杰;孙友名;王开;秦炜
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：2018.11.29
技术公布日：2020.06.23