[发明专利]超声喷雾隧道炉及用于制备大面积二氧化锡透明导电膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声喷雾隧道炉及大面积二氧化锡透明导电膜的制备方法。该二氧化锡透明导电膜用于太阳电池的透明电极。属于材料的镀覆类领域。

背景技术

中国专利申请号02150786.4，公开了喷涂沉积大面积均匀透明导电膜扫描装置，将衬底置于衬底托盘上，通过衬底托盘加热，沉积时让喷头进行扫描喷涂。中国专利200520025374.5公开了超声快速沉积法制备纳米氧化物透明导电膜的设备。其方法是将衬底置于紫铜板加热炉上，通过加热炉和衬底的整体移动来实现对整个衬底的沉积。。这两种方法的原理相似，但如果用于工业流水线生产，其结构较复杂。成本较高；中国专利申请号200510013358.9公开了超声快速沉积法制备透明导电膜的专用喷头，其中所述喷头为楔形，喷嘴上部采用斜面设计且雾气分三路进入喷嘴。中国专利申请号200620028079.X，公开了超声喷雾法制备透明导电膜的专用喷头，其中的雾气是从进气口进入进气管，这种喷头其狭缝宽度在1.5mm，沉积薄膜的速度较慢。也没有设冷却水层和保温层，造成喷嘴内温度高，造成大颗粒雾膜的生成。中国专利申请号为02150785.6公开了大面积均匀透明导电薄膜的喷嘴，其内部压力不易控制，很容易造成成膜不均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声喷雾隧道炉及用于制备大面积二氧化锡导电膜的方法。以实现成膜均匀、获得最佳沉积参数；可降低喷嘴温度、使衬底材料表面成膜的颗粒较小，减少大颗粒雾膜的生成；有助于废气排出、结构简单，成本低、能适合工业化流水线生产等目的。

本发明的技术方案：包括加热区、工作区、退火保温区三个区域，设置在工作区衬底材料上方的喷嘴，与喷嘴连接的超声起雾器，其特征在于，所述喷嘴上端设有5～30个雾气进气管道，喷嘴靠近隧道炉出口一侧设有废气排出通道，在废气排出通道的上方设有5-30废气排出管道，废气排出管道与抽气泵连接。

在隧道炉内装有辊，在辊上设有用于传送衬底材料的传送网带。

所述喷嘴呈楔形，下端出口处设有比上端小的收口。

在喷嘴外部设有喷嘴保温层、在喷嘴四周设有喷嘴水冷却层。

每个雾气进气管道和废气排出管道均接有流量计。

所述喷嘴带有控制与衬底材料表面距离的升降装置。

所述超声喷雾隧道炉用于制备大面积二氧化锡透明导电膜的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)按现有技术配制F/Sn摩尔百分比为1％～10％的溶液；装入与喷嘴连接的超声起雾器起雾；

(2)衬底材料由传送网带携带进入隧道炉，在加热区加热升温；

(3)衬底材料由传送网传送进入工作区，将温度恒定在300℃～500℃，喷嘴将起雾后的雾气均匀喷洒在衬底材料上形成二氧化锡透明导电膜，反应后的废气由抽气泵从废气排出管道抽出；

(4)衬底材料由传送网带送入退火保温区退火降温。

本发明的优点：(1)在喷嘴上设置了若干个位置相对的雾气进气管道和废气排出管道，配合流量计及带收口设计的喷嘴，可使雾气在喷嘴内均匀混合，在沿喷嘴狭缝方向均匀喷出，使成膜均匀。(2)喷嘴设有冷却水层和保温层，可降低喷嘴内温度。由于喷嘴内有一定温度，雾气在喷嘴内就已经开始分解、反应，在空中形成颗粒，然后再到达衬底材料表面继续成膜。喷嘴内温度降低，使得到达衬底材料表面成膜的颗粒较小，减少大颗粒雾膜的生成。(3)喷嘴设有废气排气管道和抽气泵，可在喷嘴内形成单向气流，有助于废气排出及制备出均匀、表面光滑的薄膜并可降低HCl对网带的腐蚀；(4)带有升降装置，有助于调整喷嘴与衬底表面距离，获得最佳沉积参数。(5)超声喷雾隧道炉采用网带传送，结构简单，适合工业化流水线生产。

附图说明

图1为超声喷雾隧道炉整体结构示意图；

图2为喷嘴侧视图；

图3为喷嘴俯视图。

图中1为隧道炉保温层，2为传送网带，3为加热区，4为工作区，5为退火保温区，6为衬底材料，7为加热管，8为辊，9为喷嘴保温层，10为喷嘴水冷层，11为雾气进气管道，12为废气排出管道，13为废气排出道，14为流量计，15为超声起雾器，16为反应溶液，17为抽气泵，18为冷却水进水管道，19为冷却水出水管道。

具体实施方式

实施例1：超声喷雾隧道炉