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FTO导电玻璃的原理及其应用
点击次数:6296 发布时间:2012-05-28
  FTO导电玻璃的原理及其应用
  
  FTO导电玻璃因其特殊性,在染料敏化太阳能电池,电致变色和光催化方面对其透光率和导电率都有很高的要求,其综合性能常用直属FTC来评价:FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率RS是薄膜的方阻值;在光学应用方面,则要求其对可见光有好的透射性和对红外有良好的反射性。对其基本要求是:①表面方阻低,②透光率高,③面积大、重量轻,④易加工、耐冲击。
  
  SnO2是一种对可见光透明的宽带隙氧化物半导体,禁带宽度3.7-4.0eV,具有正四面体金红石结构。在掺了氟之后,SnO2薄膜由于具有对可见光透光性好、紫外吸收系数大、电阻率低、化学性能稳定以及室温下抗酸碱能力强等优点。
  
  导电玻璃是掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO2:F),简称为FTO。FTO玻璃可以做为ITO导电玻璃的替换用品,广泛用于液晶显示屏,光催化,薄膜太阳能电池基底,染料敏化太阳能电池、电致变色玻璃等领域等方面,市场需求极大.
  
  用于制备FTO薄膜的方法主要包括气相沉积法(CVD)、溅射、热蒸发法、溶胶凝胶法。目前FTO镀膜玻璃生产方式主要有两种:化学气相沉积法(APCVD)和磁控溅射法(PVD)。化学气相沉积法又分为在线化学气相沉积法和离线化学气相沉积法及低压化学气相沉积法(LPCVD),磁控溅射法是目前zui热门的研究方向。
  
  在线化学气相沉积法是在浮法生产过程中进行的在线高温沉积SnO2:F,是目前光伏FTO镀膜的主要生产方式,代表厂商AGC。其产品特点是生产过程中直接产生雾度,可以生产大尺寸的玻璃,膜层稳定性,耐酸碱性能突出,易于存储运输,但透光性能和导电性能相对较差。
  
  离线化学气相沉积法是在超白浮法玻璃生产后加热,再进行化学气相沉积得到光伏FTO镀膜玻璃。这种生产方式适宜深加工企业发展,投入低,但过于耗能,产品特性类似于在线CVD方式。
  
  低压化学气相沉积法类似于离线化学气相沉积法,但沉积温度低,并且可以镀前电极或者背电极,是一种有前途的生产方法。
  
  作为高新技术,我国目前zui高只能开发出可见光平均透光率达到80%左右的FTO导电玻璃,还没有超过90%。在高透光率低方阻透明导电膜的研究领域里,需要做更深入的研究。目前我国需要进一步从材料选择、工艺参数制定、多层膜光学设计等方面来提高透明导电膜的综合性能,使其可见光平均透光率达到92%以上,从而满足高技术的需要。
  
  FTO导电玻璃的透光率和雾度:
  
  一束平行光束入射某介质(如透明塑料)时,由于物质光学性质的不均匀性;表面缺陷,内部组织的不均匀,气泡和杂质存在等,光束会改变方向(扩散和偏折),产生的部分杂乱无章光线称散射光。
  
  国际上规定用透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比用百分数来表示,这是所谓雾度。雾度大的试样给人的感觉将更加模糊。
  
  光线在透过试样时还会产生损失,即穿过试样的透射光通量永远小于照射到试样上的入射光通量。两者之比,用百分数表示,国际上定义为透光率。
  
  引起透光率下降的原因是试样两个表面对光线的反射和试样对入射光线的全波长或部分波长的光能量吸收等。
  
  在测试样品的雾度和透光率过程中,必须计量入射光通量(T1),透射光通量(T2)、仪器散射光通量(T3),试样的散射光通量(T4)。
  
  透光率:Tt=T2/T1×
  
  雾度:H=T4/Tt×,其中T3为0
 
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高金磊
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