[发明专利]新型复合半导体制热薄膜及薄膜制备方法

说明书

本发明公开了一种新型复合半导体制热薄膜及薄膜制备方法，所述薄膜制备方法包含在基底上溅射阻挡层，在所述阻挡层上溅射发热层；采用包含硅的靶材溅射形成阻挡层，采用包含氧化铟锡的靶材溅射形成发热层，最终形成的新型复合半导体制热薄膜电热转换高效同时辐射直接穿透皮肤及皮下组织的远红外波。使用过程中，基底所含杂质由于升温向外扩散时，基底和发热层之间设置的阻挡层，一方面阻挡基底中的杂质向发热层扩散，另一方面防止水汽渗透进入发热层，减少杂质和水汽对发热层造成损害。本申请通过引入膜层设计，使得基底和发热层的热膨胀系数和晶格常数匹配，提高新型复合半导体制热薄膜在使用过程中各层结构之间可靠连接程度，延长产品寿命。

技术领域

本发明涉及复合半导体发热薄膜材料技术领域，特别是涉及一种新型复合半导体制热薄膜及薄膜制备方法。

背景技术

电热膜技术作为一种新兴的采暖方式，近年来取得了巨大进步。这是得益于电热膜是面状发热，热交换面积大，再加上电热转换效率高的特点，所以同等功率下温升更快，耗能更少，从而比传统电热元件更加节能省电。另外电热膜还可以通过辐射远红外波，从而广泛应用于保健领域，该远红外波可直接穿透皮肤及皮下组织，作用于血管、神经末梢及淋巴管，引起分子共振，产生温热效应，起到活血化瘀，消炎止痛的功效，增强人体免疫力。长期来看，中国正在实现能源转型，以非化石能源为主的电能将成为一次能源主体，一次能源消费中电气化率达到100%，在此大背景下，采用更清洁的电采暖方式无疑更符合当今发展趋势，也是未来化石采暖方式的最佳替代技术。

目前市面上销售的电热元件主要有合金电热丝和导电涂料（黑膜）。合金电热丝是较为传统的加热方式，属于线状热源，散热面积小，且部分电能会被转化为光能，电热转换效率较低，仅为60%左右，且电热丝易断裂，抗震性能差。黑膜是有机不透明电热膜，是将导电涂料经喷涂或丝网印刷的方式涂覆于绝缘材料表面制得，实际常用的是在成膜物质中添加炭黑、石墨或二者混合物来充当导电涂料，因为在制备过程中使用大量的有机物，不仅在制备中存在环境污染，并且在实际使用过程中，高温状态下散发的味道十分严重，影响人体健康，另外因为有机物导致的功率衰减也较为严重。

文献号为CN110901184A的专利申请文件中公开了一种电热一体板，所述电热一体板包括保温基材(1)、发热膜层(2-3)和面层(3)；所述发热膜层(2-3)为氧化物或氧硫化物，所述发热膜层(2-3)材料包括ZnO_xS_(1-x)、InO_xS _(1-x)、Sn_xIn_(1-x)O、Zn_xMg_(1-x)O、Zn_xAl_(1-x)O中的一种或几种；所述发热膜层(2-3)上下两个表面设置有上绝缘防水层(2-4)和下绝缘防水层(2-2)；所述电热一体板还包括红外反射膜层(2-1)，所述红外反射膜层(2-1)位于基材(1)和下绝缘防水层(2-2)之间，所述红外反射膜层(2-1)为含有金属的膜层。在该专利文献中公开了以金属氧化物作为发热膜层，并在发热膜层与保温基材之间设置含有金属氧化物的红外反射膜，由于红外反射层的存在，导致发热膜层的温度更高，虽然提高了其热效能，但是高温也加剧了保温基材中的物质向发热膜层中的渗透，使发热膜层受到损害。

文献号为CN202307974U的专利申请中公开了一种高阻隔性太阳能电池背板，包括基材、阻隔层、粘结层和耐候层，其特征在于，所述基材两侧中至少一侧设有耐候层，在基材的一侧还设有阻隔层，所述阻隔层包括氧气阻隔层和水汽阻隔层。虽然该专利文献中公开了在基材的一侧设置阻隔层，但是该阻隔层用于阻隔氧气和水汽，并未考虑到高温的工作环境下基材对太阳能电池的损害。

可见，需要提供一种使用寿命长且使用过程安全的发热建材，满足人们的采暖需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种新型复合半导体制热薄膜及薄膜制备方法，满足人们对采暖建材使用寿命长且使用过程安全的要求。