CVD法F掺杂SnO2低辐射薄膜的制备、结构、性能及低辐射镀膜玻璃的产业化研究

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本论文全面介绍了节能镀膜玻璃,特别是低辐射镀膜玻璃的发展概况,节能特性、原理、低辐射膜的种类以及常用的制备方法等,并总结得出高掺杂宽禁带半导体材料如SnO2等以其优异的光学性能,低廉的原料价格和方便的制备工艺,能够成为经济性节能镀膜玻璃的主要膜层材料。 在实验条件下以金属有机物C4H9SnCl3(MBTC)和CF3COOH(TFA)为先驱体,采用常压热分解化学汽相沉积法制备得到光学、电学性能优良的F掺杂SnO2透明导电薄膜,其典型样品的薄膜厚度为286nm、方块电阻为15.6Ω/□,电阻率为4.46×10-4Ω·cm,可见光透过滤为87.4%,中远红外反射率为85.3%。 文章系统研究了基板温度、氟掺杂量、催化剂含量、退火处理等工艺参数对SnO2薄膜微结构、组成和性能的影响。常压热分解CVD法制备的SnO2在较低基板温度下制备出的薄膜基本上是非晶态的,方块电阻很高;随着基板温度的升高,薄膜厚度增加,薄膜结晶程度提高,薄膜电阻率和方块电阻均显著降低;当基板温度高于525℃以后,随着基板温度的升高,薄膜厚度基本不再明显增加,薄膜结晶程度继续提高,薄膜电阻率继续降低,方块电阻不再明显降低。F掺杂量对薄膜电性能有较大影响。在掺杂量较小时,薄膜电阻率随着掺杂量的提高而减小,当掺杂量较大时,薄膜电阻率随掺杂量的提高而增大。催化剂水在反应先驱体中的含量对薄膜成膜速率有显著影响,在实验范围内电阻率随着水的增加而降低。退火处理对薄膜电性能也有较大影响,在较低退火温度下,退火时间和退火气氛对薄膜电性能影响不是很大;在较高退火温度下,玻璃基板中的Na+等碱金属离子和退火气氛中的O对薄膜电性能影响很大,退火温度越高,退火时间越长,薄膜电阻率越大。 在实验室研究基础上,采用常压热分解CVD在线镀膜技术在浮法玻璃生产线进行了半工业化试验。试验结果表明,实验室研究结果对半工业化试验具有积极指导意义,产品性能达到了设计要求,与国外主要产品相比部分性能具有一定优势。
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