【摘要】：因建筑能耗日趨嚴(yán)重,具備保溫隔熱性能的低輻射鍍膜玻璃應(yīng)運(yùn)而生。SnO_2作為一種典型的n型寬禁帶半導(dǎo)體材料,因其優(yōu)異的光電性能,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。通過摻雜Sb、F、In等離子可優(yōu)化SnO_2薄膜的光電性能,常見的制備工藝有噴霧熱解法、化學(xué)氣相沉積、磁控濺射和溶膠-凝膠法等。其中,溶膠-凝膠法的制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)便、所需設(shè)備價(jià)格低廉,在溶膠配制階段即可進(jìn)行摻雜,經(jīng)熱處理后獲得的薄膜致密度好且純度較高,對(duì)基底沒有明顯的形狀要求,適用于大面積涂膜,將它應(yīng)用于節(jié)能鍍膜玻璃的開發(fā)和生產(chǎn),可得到高性價(jià)比、經(jīng)濟(jì)型的低輻射玻璃。本論文基于對(duì)低輻射鍍膜玻璃的性能要求,采用溶膠-凝膠法,以二水合氯化亞錫(SnCl_2·2H_2O)和三氯化銻(SbCl_3)為原料,無水乙醇和正丁醇為溶劑,乙酸為添加劑,在玻璃基底上制備Sb摻雜SnO_2(SnO_2:Sb)薄膜,分別討論了Sb摻雜量、提拉鍍膜次數(shù)以及熱處理溫度對(duì)SnO_2:Sb薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響,并深入分析了Sb摻雜量和提拉鍍膜次數(shù)對(duì)薄膜紅外波段光學(xué)性能影響的機(jī)理,同時(shí)總結(jié)了各項(xiàng)工藝參數(shù)對(duì)SnO_2薄膜表面霧化和開裂的影響,為低輻射玻璃的進(jìn)一步研究和發(fā)展提供了重要的相關(guān)理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)意義。制備出的SnO_2:Sb薄膜皆為多晶的四方金紅石型結(jié)構(gòu),Sb摻雜在SnO_2晶格中以替代Sn~(4+)的位置而存在,未引起Sb的氧化物或者Sn的其它氧化物的衍射峰出現(xiàn),沒有改變SnO_2的晶體結(jié)構(gòu)。隨著提拉鍍膜次數(shù)的增加(3次、5次、7次),衍射峰強(qiáng)度隨之增強(qiáng),薄膜厚度亦隨之增大,峰寬逐漸變窄,薄膜結(jié)晶度提高。升高熱處理溫度(450℃~550℃)也可改善薄膜結(jié)晶度。Sb摻雜量和提拉鍍膜次數(shù)對(duì)SnO_2:Sb薄膜的光電性能影響很大。隨著摻量的提高(0.5 mol%~6.0 mol%),紅外波段的透射率急劇下降,其中,當(dāng)Sb摻量為3.0 mol%,提拉鍍膜5次時(shí),SnO_2:Sb薄膜在紅外波段波長(zhǎng)λ為2250 nm處的透射率可降低至0,同時(shí),在可見光區(qū)的透射率最大值超過80%,仍舊保持較高的可見光透射率。Sb摻雜量的提高導(dǎo)致載流子濃度的增大,薄層載流子濃度最大值為1.695×10~(17)cm~(-2),SnO_2:Sb薄膜的薄層電阻降低,最小值為75.09Ω/□。在波長(zhǎng)1000~2500 nm的范圍內(nèi),SnO_2:Sb薄膜透射率隨著提拉鍍膜次數(shù)的增加顯著下降,其中,當(dāng)Sb摻雜量為3.0 mol%,提拉鍍膜7次時(shí),在波長(zhǎng)λ為1700 nm處,透射率降至0。由于載流子濃度隨著提拉鍍膜次數(shù)的增加而增大,引起SnO_2:Sb薄膜在紅外波段的強(qiáng)烈吸收。在空氣濕度小于40%的條件下提拉鍍膜,以及配制溶膠時(shí)采用不易揮發(fā)的正丁醇部分替代易揮發(fā)性溶劑的量,均可改善薄膜表面霧化現(xiàn)象�？刂茲衲z膜的干燥溫度為60℃,熱處理過程中,在20℃~200℃范圍內(nèi)采用1℃/min的升溫速率,可有效降低薄膜開裂程度。
【圖文】：

安徽建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒論1.2.2 低輻射鍍膜玻璃相關(guān)理論在我們平日所處的環(huán)境中，熱量主要來源于兩個(gè)方面：第一，太陽熱輻射。太陽輻射光譜的波長(zhǎng)總范圍大約在 0.15 μm ~ 4 μm 之間，由紫外光、可見光和近紅外光組成，其中在波長(zhǎng) 0.3 μm ~ 2.5 μm 范圍內(nèi)匯聚了約 97%的太陽輻射能量。在這 97%的太陽輻射能量中，幾乎全部的能量分布在可見光區(qū)和近紅外光區(qū)，紫外區(qū)所占能量極少。在波長(zhǎng)為 0.48 μm 處，太陽光輻射強(qiáng)度達(dá)到最大值（見圖 1-1）；第二，遠(yuǎn)紅外熱輻射。眾所周知，在我們所置身的環(huán)境中，空調(diào)、電視、電腦、電磁爐、煤氣灶等正在被使用的家用電器、各種乘用車等出行交通工具以及其他活體動(dòng)物等也在不斷向外界發(fā)出熱輻射，但與太陽光、火焰等相比溫度較低，，故熱輻射強(qiáng)度也低，其發(fā)射的主要為波長(zhǎng)大于 2.5 μm 的遠(yuǎn)紅外，因而稱之為遠(yuǎn)紅外

安徽建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒論熱源。一部分是由空調(diào)、電視、電腦、電磁爐、煤氣灶等使用中的家用電器產(chǎn)生的波長(zhǎng)范圍在 2.5 μm ~ 40 μm 的遠(yuǎn)紅外熱輻射，第二部分是室內(nèi)墻體、天花板以及桌椅櫥柜等家居吸收太陽輻射后二次輻射出波長(zhǎng)位于 2.5 μm ~ 40 μm 范圍內(nèi)的遠(yuǎn)紅外熱輻射。遠(yuǎn)紅外輻射強(qiáng)度最大值的波長(zhǎng)位置，可以由式（1-1）確定：λmax（μm）= 2898/T（K） （1-1）式中λmax—— 物體的峰值輻射波長(zhǎng)；T —— 物體的絕對(duì)溫度�？梢运愠觯谑覝� 293K 時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)在遠(yuǎn)紅外區(qū)域 9.89 μm 左右，故阻斷遠(yuǎn)紅外線對(duì)阻斷熱輻射意義重大。低輻射薄膜就有著對(duì)波長(zhǎng) 2.5 μm ~ 40 μm 范
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.2

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