[发明专利]一种生产TCO镀膜玻璃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电领域常用玻璃的方法，尤其涉及一种TCO镀膜玻璃的方法、以及所述方法生产的TCO镀膜玻璃。

背景技术

TCO玻璃，即透明导电氧化物镀膜（Transparent conducting oxide）玻璃，是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，TCO玻璃因其透明、导电的优异性能而应用广泛，可以应用在太阳能薄膜电池、显示器、热反射镜、透明表面发热器、柔性发光器件及雷达屏蔽保护等领域。TCO玻璃首先被应用于平板显示器中，近几年，晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展，目前薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10%，光伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件，市场需求迅速增长，成为了一个炙手可热的高科技镀膜玻璃产品。

目前TCO玻璃工艺主要有超白浮法玻璃生产、TCO镀膜，其中，超白浮法玻璃生产工艺难度较高，国内仅有少数企业能够生产。磁控溅射镀膜技术经过几十年的发展，已进入相对成熟阶段，并且在镀膜玻璃的生产过程中获得了广泛的应用，如专利CN101781092B公开的制作透明导电膜玻璃的方法，采用素玻璃基板，以真空溅射的方法进行镀膜得到钠钙玻璃或硼硅玻璃，然后对非镀膜面进行化学刻蚀减薄。采用真空磁控溅射后刻蚀工艺，具有尺寸大（大于2200mm×2600mm）、膜厚分布均匀等特征，更重要的是，刻蚀工艺可以根据后续薄膜电池需求自由设计膜层的微观形貌和光学性能。

根据薄膜电池的应用需求，TCO玻璃需要具备特定的微观形貌、良好的均匀性和一定的机械强度，这对镀膜工艺提出了较高的要求，目前真空溅射法生产TCO镀膜玻璃的方法主要步骤包括：对玻璃基板进行预热至溅射工艺温度，然后在溅射镀膜过程中保持恒定的工艺温度，以AZO镀膜玻璃为例，溅射镀膜温度一般为240℃条件下连续镀膜，这就要求整个真空腔的腔室内除了阴极区需要完全布置加热器，包括升温和降温过程，最大程度上降低加热不均匀对TCO镀膜玻璃的均匀性和物理性能带来不利影响。

阴极区的特殊结构导致了基板表面具有完全不同于预设值工艺温度的温度场分布，从而影响了TCO玻璃的物理性能分布的均匀性，并且完全覆盖型的加热器的布置、以及连续的电加热过程提高了镀膜玻璃的生产成本，不利于实现高品质、低成本TCO镀膜玻璃的生产。

发明内容

针对目前TCO镀膜玻璃生产过程中存在的上述问题，本发明提供了一种低温镀膜、高温退火的TCO镀膜玻璃生产方法。

本发明的第一个目的是提供一种生产TCO镀膜玻璃的方法，步骤包括：

步骤1，环境温度下进行真空溅射镀膜；

步骤2，真空退火，退火温度为50~500℃，退火时间为5~150min。

其中，所述退火温度优选为100~400℃，退火时间优选为10~120min。

其中，所述退火温度更优选为150~350℃，退火时间更优选为15~60min。

其中，所述退火温度最优选为250~350℃，退火时间最优选为30min。

本发明上述方法中，环境温度指的是实施所述方法的地点的温度，无需专门进行加热，但是本领域技术人员能够理解的是，真空溅射镀膜过程中，因为溅射设备产生的热量而可能导致的温度升高是允许的，并且应当包含在本发明范围内。一般情况下，所述环境温度优选为-10~40℃，更优选为10~35℃，更优选为15~30℃，如20℃、25℃。

本发明上的方法中，所述镀膜的膜材料包括In、Sn、Zn、Cd等金属氧化物中的任意一种或几种。

在本发明所述方法的一种优选实施例中，所述TCO镀膜玻璃为ITO、FTO、AZO镀膜玻璃中的任意一种或几种，并优选为AZO镀膜玻璃。

本发明的第二个目的是提供一种上述任意方法生产的TCO镀膜玻璃。

本发明提供的生产TCO镀膜玻璃的方法，采用低温溅射镀膜、然后集中高温退火的方法，能够有效降低玻璃基板表面温度变化对TCO镀膜玻璃物理性能的影响；同时，对TCO镀膜玻璃集中退火的方法能够减小电加热装置安装数量和连续生产时间，降低TCO玻璃的生产成本。

附图说明

图1，本发明150℃退火、与常规工艺得到的TCO镀膜玻璃透光率对比；

图2，本发明250℃退火60min和30min、以及常规工艺TCO镀膜玻璃透光率对比；

图3，本发明350℃退火、与常规工艺得到的TCO镀膜玻璃透光率对比。

具体实施方式