專(zhuān)利名稱(chēng)：一種錫銻氧化物導(dǎo)電膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種錫銻氧化物導(dǎo)電膜的制造方法技術(shù)領(lǐng)域。
Nicholas M.Gralencki等報(bào)道了二氧化錫薄膜在內(nèi)的多種功能薄膜的常壓化學(xué)汽象沉淀法(ACVD)。這種制備SnO2透明導(dǎo)電膜的方法仍為國(guó)內(nèi)外的太陽(yáng)電池生產(chǎn)線、實(shí)驗(yàn)線和實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用。二氧化錫透明導(dǎo)電膜是原料四氯化錫與氧氣反應(yīng)生成固體二氧化錫和氯氣；四氯化錫與水反應(yīng)生成固體二氧化錫和氯化氫；其中使用的噴頭處于較高溫度和氯化氫和/或氯氣的強(qiáng)烈腐蝕，使所生成的薄膜的厚度和性能呈現(xiàn)宏觀的不均勻性，溢出的氯化氫和/或氯氣對(duì)環(huán)境造成污染。還有如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?9105710，其名稱(chēng)是二氧化錫透明導(dǎo)電膜的制造方法，雖然對(duì)噴頭腐蝕較輕，但是仍能溢出氯化氫和/或氯氣，對(duì)環(huán)境造成污染，并且純二氧化錫薄膜具有相當(dāng)?shù)淖柚?，為寬帶半?dǎo)體，其作為加熱元件使用時(shí)，涂層的阻值要達(dá)到幾千歐姆的水平。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種錫銻氧化物導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于依次包括如下步驟(A)稱(chēng)取一定量的SnCl4·5H2O晶體，用去離子水配制成0.1-0.2mol/L的溶液，按照Sb∶SnCl4的原子數(shù)為2％--9％的比例稱(chēng)取SbCl3固體，用乙醇溶解；在攪拌SnCl4溶液的同時(shí)，加入適量的檸檬酸，使PH＝1.0-2.0，然后緩緩滴加SbCl3的醇溶液，并加熱攪拌混合溶液；(B)加熱至40℃--70℃時(shí)，緩慢滴加濃度為0.2-0.5mol/L的氨水，直至生成乳黃色的Sn(OH)4和Sb(OH)3混合沉淀物，將混合沉淀物充分?jǐn)嚢韬?，取出離心，洗滌；(C)將上述乳黃色的Sn(OH)4和Sb(OH)3混合沉淀物加熱至40℃--70℃攪拌，用草酸回溶，得到淡黃色的水合膠體；在攪拌狀態(tài)下按照水合膠體的8％--15％加入聚乙二醇，至少攪拌90分鐘，再按50ml/L至200ml/L的比例加入乙醇，進(jìn)行濃縮，PH值達(dá)到1.0-2.0，停止加熱，攪拌冷卻至室溫，制得溶膠-凝膠。
(D)陳化，將制得的溶膠-凝膠密封，在室溫下保存，陳化。
(E)噴涂將絕緣基體均勻加熱至620℃--750℃，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)，使空氣至少達(dá)到0.5MP，取陳化的凝膠通過(guò)噴槍將凝膠噴涂到絕緣基體的表面，絕緣基體的旋轉(zhuǎn)速度為4000---6000轉(zhuǎn)/分，噴涂時(shí)間為2--6秒，制得導(dǎo)電膜。
對(duì)所述導(dǎo)電膜制造方法的改進(jìn)，依次包括如下步驟(A)稱(chēng)取一定量的SnCl4·5H2O晶體，用去離子水配制成0.1-0.2mol/L的溶液，按照Sb∶SnCl4的原子數(shù)為2％--5％的比例稱(chēng)取SbCl3固體，用乙醇溶解，按照In∶SnCl4的原子數(shù)為1％--4％的比例稱(chēng)取InCl3固體；在攪拌SnCl4溶液的同時(shí)，加入適量的檸檬酸，使PH＝1.0-2.0，然后緩緩滴加SbCl3和InCl3的醇溶液，并加熱攪拌混合溶液；(B)加熱至60℃--70℃時(shí)，緩慢滴加濃度為0.2-0.5mol/l的氨水，直至生成乳黃色的Sn(OH)4、Sb(OH)3和In(OH)3混合沉淀物，將混合沉淀物充分?jǐn)嚢韬螅〕鲭x心，洗滌；(C)將上述乳黃色的Sn(OH)4、Sb(OH)3和In(OH)3混合沉淀物攪拌并加熱至60℃--70℃，用草酸回溶，得到淡黃色的水合膠體；在攪拌狀態(tài)下按照水合膠體的10％--15％加入聚乙二醇，至少攪拌90分鐘，再按50ml/L至150ml/L的比例加入乙醇，進(jìn)行濃縮，PH值達(dá)到1.0-2.0，停止加熱，攪拌冷卻至室溫，制得溶膠-凝膠。
(D)陳化將制得的溶膠-凝膠密封，在室溫下保存，陳化。
(E)噴涂將絕緣基體均勻加熱至620℃--700℃，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)，使空氣至少達(dá)到0.5MP，取陳化的凝膠通過(guò)噴槍將凝膠噴涂到絕緣基體的表面，絕緣基體的旋轉(zhuǎn)速度為4000---6000轉(zhuǎn)/分，噴涂時(shí)間為2--6秒，制得導(dǎo)電膜。
所述的一種導(dǎo)電膜的制造方法，還可以依次包括如下步驟(A)稱(chēng)取一定量的SnCl4·5H2O晶體，用去離子水配制成0.1-0.15mol/L的溶液，按照Sb∶SnCl4的原子數(shù)為2％--5％的比例稱(chēng)取SbCl3固體，用乙醇溶解，按照In∶SnCl4的原子數(shù)為1％--4％的比例稱(chēng)取InCl3固體，用乙醇溶解，同時(shí)加入不超過(guò)上述Sn、In和Sb總原子數(shù)的0.2％的至少一種GaCl3、CdCl2、ZnCl2、GeCl4作為電阻調(diào)節(jié)劑，并制備成乙醇溶液；在攪拌SnCl4溶液的同時(shí)，加入適量的檸檬酸，使PH＝1.0-2.0，然后緩緩滴加SbCl3、InCl3和電阻調(diào)節(jié)劑的醇溶液，并加熱攪拌混合溶液；(B)加熱至60℃--70℃時(shí)，緩慢滴加濃度為0.2-0.5mol/L的氨水，直至生成乳黃色的Sn(OH)4、Sb(OH)3和In(OH)3及電阻調(diào)節(jié)劑的混合沉淀物，將混合沉淀物充分?jǐn)嚢韬螅〕鲭x心，洗滌；(C)將上述乳黃色的Sn(OH)4、Sb(OH)3和In(OH)3及電阻調(diào)節(jié)劑的混合沉淀物加熱至60℃--70℃攪拌，用草酸回溶，得到淡黃色的水合膠體；在攪拌狀態(tài)下按照水合膠體的5％--15％加入聚乙二醇，至少攪拌90分鐘，再按100ml/L---200ml/L的比例加入乙醇，進(jìn)行濃縮，PH值達(dá)到1.0-2.0，停止加熱，攪拌冷卻至室溫，制得溶膠-凝膠。
(D)陳化，將制得的溶膠-凝膠密封，在室溫下保存，陳化。
(E)噴涂將絕緣基體均勻加熱至650℃--700，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)，使空氣至少達(dá)到0.5MP，取陳化的凝膠通過(guò)噴槍將凝膠噴涂到絕緣基體的表面，絕緣基體的旋轉(zhuǎn)速度為4000---6000轉(zhuǎn)/分，噴涂時(shí)間為2--6秒，制得導(dǎo)電膜。
所述的絕緣基體為石英玻璃。
所述的絕緣基體的溫度為650℃--700℃。
本發(fā)明采用上述方法，選擇了三氯化銻的醇溶液作為四氯化錫水溶液的摻雜液。摻銻SnO2薄膜是向SnO2薄膜中加入五價(jià)雜質(zhì)銻，共溶膠-凝膠膠體經(jīng)過(guò)焙燒后Sb3+在高溫時(shí)被氧化為Sb5+，產(chǎn)生電子，提供了更多的自由電子參與導(dǎo)電，部分Sn4+還會(huì)被Sb5+取代，形成高價(jià)替代，同樣由于晶格要保持電中性，能量升高的過(guò)程中會(huì)伴隨著產(chǎn)生導(dǎo)電電子，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生施主型缺陷的氧空位，還可以采用添加雜質(zhì)如摻Ga和/或Cd和/或Zn和/或Ge的方法來(lái)改善金屬氧化膜的性能縮小禁帶寬度，降低了電阻率，熱效率達(dá)到90％以上、提高了遠(yuǎn)紅外輻射性能；并且在上述制造方法中，已經(jīng)除去氯離子，不會(huì)產(chǎn)生氯化氫和/或氯氣對(duì)環(huán)境造成污染；采用了高溫噴涂方法，相當(dāng)于創(chuàng)造了一個(gè)真空或氮?dú)庀聼Y(jié)的環(huán)境，有利于載流子的產(chǎn)生，降低了導(dǎo)電膜的電阻，而且采用了化學(xué)氣相沉積法，通過(guò)原子、分子間的化學(xué)反應(yīng)生成固態(tài)薄膜，設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低，與其他相關(guān)工藝具有較好的相容性；采用石英玻璃作為絕緣基體，由于二氧化錫與基體材料的主要組成部分二氧化硅相互作用并且形成 的緣故，薄膜的化學(xué)穩(wěn)定性很好，耐磨性強(qiáng)，硬度及熱膨脹系數(shù)與陶瓷的相近，因而在玻璃上的附著力很強(qiáng)，其物理穩(wěn)定性很高。
(D)陳化，將制得的溶膠-凝膠密封，在室溫下保存，陳化100天。
(E)噴涂將絕緣基體均勻加熱至650℃，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)，使空氣達(dá)到0.65MP，取陳化的凝膠通過(guò)噴槍將凝膠噴涂到絕緣基體的表面，絕緣基體的旋轉(zhuǎn)速度為5000轉(zhuǎn)/分，噴涂時(shí)間為4秒，制得導(dǎo)電膜。
導(dǎo)電膜呈藍(lán)紫色，結(jié)構(gòu)均勻、緊密，透光率為80％，電阻80歐姆，電阻率0.47歐姆/厘米，薄膜的厚度110nm，粒度16nm。
實(shí)施例2一種導(dǎo)電膜的制造方法，依次包括如下步驟(A)稱(chēng)取100克的SnCl4·5H2O晶體，用去離子水配制成0.16mol/L的溶液，按照Sb∶SnCl4的原子數(shù)為5％的比例稱(chēng)取SbCl3固體，按照In∶SnCl4的原子數(shù)為1％的比例稱(chēng)取InCl3固體，用乙醇溶解；在攪拌SnCl4溶液的同時(shí)，加入適量的檸檬酸，使PH＝2.0.然后緩緩滴加SbCl3和InCl3的醇溶液，并加熱攪拌混合溶液；(B)加熱至60℃時(shí)，緩慢滴加濃度為0.4mol/L的氨水，直至生成乳黃色的Sn(OH)4、Sb(OH)3和In(OH)3混合沉淀物，將混合沉淀物充分?jǐn)嚢韬?，取出離心，洗滌，除去Cl-；(C)將上述乳黃色的Sn(OH)4、Sb(OH)3和In(OH)3混合沉淀物攪拌并加熱至70℃，用草酸回溶，得到淡黃色的水合膠體；在攪拌狀態(tài)下按照水合膠體的10％加入聚乙二醇，至少攪拌90分鐘，再按100ml/L的比例加入乙醇，進(jìn)行濃縮，PH值達(dá)到1.0，停止加熱，攪拌冷卻至室溫，制得溶膠-凝膠。
(D)陳化，將制得的溶膠-凝膠密封，在室溫下保存，陳化50天。
(E)噴涂將絕緣基體均勻加熱至700℃，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)，使空氣達(dá)到0.65MP，取陳化的凝膠通過(guò)噴槍將凝膠噴涂到絕緣基體的表面，絕緣基體的旋轉(zhuǎn)速度為5500轉(zhuǎn)/分，噴涂時(shí)間為3秒，制得導(dǎo)電膜。
導(dǎo)電膜呈藍(lán)紫色，結(jié)構(gòu)均勻、緊密，透光率為85％左右，電阻80歐姆，電阻率0.47歐姆/厘米，薄膜的厚度120nm，粒度18nm。
所生成的導(dǎo)電膜呈藍(lán)紫色，結(jié)構(gòu)均勻、緊密，透光率為75％左右，電阻50歐姆，電阻率0.29歐姆/厘米，薄膜的厚度120nm，粒度18nm。
權(quán)利要求
1.一種錫銻氧化物導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于依次包括如下步驟(A)稱(chēng)取一定量的SnCl4·5H2O晶體，用去離子水配制成0.1-0.2mol/L的溶液，按照Sb∶SnCl4的原子數(shù)為2％--9％的比例稱(chēng)取SbCl3固體，用乙醇溶解；在攪拌SnCl4溶液的同時(shí)，加入適量的檸檬酸，使PH＝1.0-2.0，然后緩緩滴加SbCl3的醇溶液，并加熱攪拌混合溶液；(B)加熱至40℃--70℃時(shí)，緩慢滴加濃度為0.2-0.5mol/L的氨水，直至生成乳黃色的Sn(OH)4和Sb(OH)3混合沉淀物，將混合沉淀物充分?jǐn)嚢韬?，取出離心，洗滌；(C)將上述乳黃色的Sn(OH)4和Sb(OH)3混合沉淀物加熱至40℃--70℃攪拌，用草酸回溶，得到淡黃色的水合膠體；在攪拌狀態(tài)下按照水合膠體的8％--15％加入聚乙二醇，至少攪拌90分鐘，再按50ml/L至200ml/L的比例加入乙醇，進(jìn)行濃縮，PH值達(dá)到1.0-2.0，停止加熱，攪拌冷卻至室溫，制得溶膠-凝膠；(D)陳化，將制得的溶膠-凝膠密封，在室溫下保存，陳化；(E)噴涂將絕緣基體均勻加熱至620℃--750℃，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)，使空氣至少達(dá)到0.5MP，取陳化的凝膠通過(guò)噴槍將凝膠噴涂到絕緣基體的表面，絕緣基體的旋轉(zhuǎn)速度為4000---6000轉(zhuǎn)/分，噴涂時(shí)間為2--6秒，制得導(dǎo)電膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電膜的制造方法，依次包括如下步驟(A)稱(chēng)取一定量的SnCl4·5H2O晶體，用去離子水配制成0.1-0.2mol/L的溶液，按照Sb∶SnCl4的原子數(shù)為2％--5％的比例稱(chēng)取SbCl3固體，用乙醇溶解，按照In∶SnCl4的原子數(shù)為1％--4％的比例稱(chēng)取InCl3固體；在攪拌SnCl4溶液的同時(shí)，加入適量的檸檬酸，使PH＝1.0-2.0，然后緩緩滴加SbCl3和InCl3的醇溶液，并加熱攪拌混合溶液；(B)加熱至60℃--70℃時(shí)，緩慢滴加濃度為0.2-0.5mol/l的氨水，直至生成乳黃色的Sn(OH)4、Sb(OH)3和In(OH)3混合沉淀物，將混合沉淀物充分?jǐn)嚢韬螅〕鲭x心，洗滌；(C)將上述乳黃色的Sn(OH)4、Sb(OH)3和In(OH)3混合沉淀物攪拌并加熱至60℃--70℃，用草酸回溶，得到淡黃色的水合膠體；在攪拌狀態(tài)下按照水合膠體的10％--15％加入聚乙二醇，至少攪拌90分鐘，再按50ml/L至150ml/L的比例加入乙醇，進(jìn)行濃縮，PH值達(dá)到1.0-2.0，停止加熱，攪拌冷卻至室溫，制得溶膠-凝膠；(D)陳化將制得的溶膠-凝膠密封，在室溫下保存，陳化；(E)噴涂將絕緣基體均勻加熱至620℃--700℃，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)，使空氣至少達(dá)到0.5MP，取陳化的凝膠通過(guò)噴槍將凝膠噴涂到絕緣基體的表面，絕緣基體的旋轉(zhuǎn)速度為4000---6000轉(zhuǎn)/分，噴涂時(shí)間為2--6秒，制得導(dǎo)電膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于依次包括如下步驟(A)稱(chēng)取一定量的SnCl4·5H2O晶體，用去離子水配制成0.1-0.15mol/L的溶液，按照Sb∶SnCl4的原子數(shù)為2％--5％的比例稱(chēng)取SbCl3固體，用乙醇溶解，按照In∶SnCl4的原子數(shù)為1％--4％的比例稱(chēng)取InCl3固體，用乙醇溶解，同時(shí)加入不超過(guò)上述Sn、In和Sb總原子數(shù)的0.2％的至少一種GaCl3、CdCl2、ZnCl2、GeCl4作為電阻調(diào)節(jié)劑，并制備成乙醇溶液；在攪拌SnCl4溶液的同時(shí)，加入適量的檸檬酸，使PH＝1.0-2.0，然后緩緩滴加SbCl3、InCl3和電阻調(diào)節(jié)劑的醇溶液，并加熱攪拌混合溶液；(B)加熱至60℃--70℃時(shí)，緩慢滴加濃度為0.2-0.5mol/L的氨水，直至生成乳黃色的Sn(OH)4、Sb(OH)3和In(OH)3及電阻調(diào)節(jié)劑的混合沉淀物，將混合沉淀物充分?jǐn)嚢韬螅〕鲭x心，洗滌；(C)將上述乳黃色的Sn(OH)4、Sb(OH)3和In(OH)3及電阻調(diào)節(jié)劑的混合沉淀物加熱至60℃--70℃攪拌，用草酸回溶，得到淡黃色的水合膠體；在攪拌狀態(tài)下按照水合膠體的5％--15％加入聚乙二醇，至少攪拌90分鐘，再按100ml/L---200ml/L的比例加入乙醇，進(jìn)行濃縮，PH值達(dá)到1.0-2.0，停止加熱，攪拌冷卻至室溫，制得溶膠-凝膠；(D)陳化，將制得的溶膠-凝膠密封，在室溫下保存，陳化；(E)噴涂將絕緣基體均勻加熱至650℃--700℃，開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)，使空氣至少達(dá)到0.5MP，取陳化的凝膠通過(guò)噴槍將凝膠噴涂到絕緣基體的表面，絕緣基體的旋轉(zhuǎn)速度為4000---6000轉(zhuǎn)/分，噴涂時(shí)間為2--6秒，制得導(dǎo)電膜；
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于所述的絕緣基體為石英玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于所述的絕緣基體噴涂時(shí)的溫度為650℃--700℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種錫銻氧化物導(dǎo)電膜的制造方法,以SnCl
文檔編號(hào)H05B3/14GK1367496SQ0111514
公開(kāi)日2002年9月4日 申請(qǐng)日期2001年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月14日
發(fā)明者冷同桂 申請(qǐng)人:濰坊潤(rùn)泰智能電氣有限公司