溶膠凝膠法Sb摻雜SnO_2薄膜的制備、性能及新型節(jié)能鍍膜玻璃的研究
本文關(guān)鍵詞:溶膠凝膠法Sb摻雜SnO_2薄膜的制備、性能及新型節(jié)能鍍膜玻璃的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:本論文全面的介紹了節(jié)能鍍膜玻璃,特別是低輻射鍍膜玻璃的發(fā)展概況,節(jié)能特性、原理、低輻射膜的種類以及常用的制備方法等,并總結(jié)得出高摻雜寬禁帶半導(dǎo)體材料如SnO_2等以其優(yōu)異的光學(xué)性能,低廉的原料價(jià)格和方便的制備工之,能夠成為經(jīng)濟(jì)性節(jié)能鍍膜玻璃的主要膜層材料。 以無機(jī)金屬鹽SnCl2·2H20和SbCl3為原料,采用溶膠凝膠浸漬法制備得到光學(xué)、電學(xué)性能較為優(yōu)良的摻銻SnO2薄膜。在摻雜濃度為[Sb/(Sn+Sb)mol%]為15%,,浸漬涂膜5層,經(jīng)500℃干燥固化熱處理后得到的SnO::Sb薄膜,其方塊電阻可達(dá)144Ω/□,載流子濃度可達(dá)6.53×1020cm-3,遷移率為3.02 cm2v-1s-1,可見光透射率峰值可達(dá)85%以上,紅外反射率在20%以上。 系統(tǒng)研究了熱處理溫度、薄膜厚度和摻雜濃度等制備工藝過程對(duì)SnO2薄膜微結(jié)構(gòu)、薄膜組成的影響,并分析了薄膜的形成機(jī)理。溶膠凝膠法制備的SnO2熱處理溫度在450℃~500℃之間較為適宜,薄膜呈納米多孔結(jié)構(gòu),隨著熱處理溫度的提高和薄膜厚度的增加,SnO2薄膜結(jié)晶性能提高,晶粒長(zhǎng)大,發(fā)育趨向良好。但薄膜厚度的增大和摻雜濃度的提高會(huì)惡化膜面的平整度,同時(shí)過量的摻雜(20%)也很影響薄膜的結(jié)晶性能。在500℃下形成的SnO2薄膜晶粒主晶相是四方相金紅石結(jié)構(gòu),也存在微量的斜方相SnO晶型結(jié)構(gòu)。 對(duì)溶膠凝膠法制備的SnO2薄膜的光學(xué)、電學(xué)性能作了深入的研究,適量的摻雜sb(~15%)能顯著提高薄膜的導(dǎo)電性能,并保持較高的可見光透射率和較低的反射率。薄膜的紅外反射性能跟薄膜的載流子濃度和遷移率的關(guān)系密切,只有提高薄膜的載流子濃度和遷移率,降低薄膜的電阻率,才能大幅提高薄膜的紅外反射率。 在以上基礎(chǔ)上,采用旋涂法分別在普通浮法透明玻璃和硅基鍍膜熱反射玻璃上嘗試制備具有節(jié)能效果的SnO2/玻璃單層低輻射鍍膜玻璃和SnO2/Si/玻璃復(fù)合高效節(jié)能鍍膜玻璃。通過對(duì)其光學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性的分析,可以認(rèn)為上述玻璃通過與SnO2薄膜的結(jié)合,在保持其原有可見光波段透射反射特性的基礎(chǔ)上,提高了玻璃的絕熱性能,具有一定的節(jié)能效果。
【關(guān)鍵詞】:溶膠-凝膠 SnO_2薄膜 鍍膜玻璃 紅外反射
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2002
【分類號(hào)】:TB43;TQ171
【目錄】:
- 中文摘要6-7
- 英文摘要7-8
- 第一章 引言8-9
- 第二章 文獻(xiàn)綜述9-30
- 2.1 節(jié)能鍍膜玻璃的發(fā)展現(xiàn)狀9-13
- 2.1.1 建筑玻璃的節(jié)能問題和節(jié)能玻璃9-10
- 2.1.2 建筑鍍膜玻璃的節(jié)能特性10-13
- 2.2 性能優(yōu)異的節(jié)能型鍍膜玻璃—低輻射玻璃13-20
- 2.2.1 低輻射玻璃的節(jié)能原理14-16
- 2.2.2 低輻射玻璃的種類16-20
- 2.2.2.1 電介質(zhì)/金屬/電介質(zhì)多層復(fù)合低輻射玻璃16-18
- 2.2.2.2 半導(dǎo)體單層膜低輻射玻璃18-20
- 2.3 玻璃鍍膜的制備技術(shù)20-26
- 2.3.1 真空蒸發(fā)鍍膜法20-21
- 2.3.2 濺射鍍膜法21
- 2.3.3 電浮法鍍膜21-22
- 2.3.4 熱噴涂鍍膜法22
- 2.3.5 化學(xué)氣相沉積法(CVD)22-23
- 2.3.6 溶膠—凝膠法鍍膜23-26
- 2.4 選題角度的確定26-27
- 參考文獻(xiàn)27-30
- 第三章 溶膠-凝膠浸漬法制備摻雜SnO_2光學(xué)薄膜30-36
- 3.1 溶膠凝膠體系的選用30
- 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材30-31
- 3.3 試樣制備過程31-33
- 3.3.1 主要原料31
- 3.3.2 摻雜Sb錫溶膠溶液的配制31
- 3.3.3 玻璃基板的清洗31
- 3.3.4 浸漬鍍膜和熱處理31-33
- 3.4 測(cè)試方法33-36
- 3.4.1 膜成分的測(cè)試33-34
- 3.4.2 膜結(jié)構(gòu)的測(cè)試34-35
- 3.4.3 薄膜的厚度的測(cè)定35
- 3.4.4 薄膜的方塊電阻、霍爾遷移率和載流子濃度的測(cè)定35
- 3.4.5 薄膜光透射、反射率的測(cè)定35-36
- 第四章 SnO_2:Sb薄膜的形成、結(jié)構(gòu)和性能分析36-69
- 4.1 SnO_2:Sb薄膜的組成和結(jié)構(gòu)分析36-43
- 4.1.1 熱處理溫度對(duì)薄膜的組成和結(jié)構(gòu)的影響36-37
- 4.1.2 薄膜厚度對(duì)薄膜的組成和結(jié)構(gòu)的影響37-38
- 4.1.3 摻雜濃度對(duì)薄膜的組成和結(jié)構(gòu)的影響38-40
- 4.1.4 薄膜形成的機(jī)理探討40-43
- 4.2 SnO_2:Sb薄膜的電學(xué)性能分析43-46
- 4.2.1 方塊電阻43-44
- 4.2.2 霍爾遷移率、霍爾系數(shù)和載流子濃度44-46
- 4.3 SnO_2:Sb薄膜的光學(xué)性能分析46-51
- 4.3.1 光學(xué)能隙46-47
- 4.3.2 紫外—可見光透射與反射47-48
- 4.3.3 膜面顏色48
- 4.3.4 近紅外光的透過與反射和等離子共振波長(zhǎng)48-51
- 4.4 本章小結(jié)51-69
- 第五章 新型節(jié)能鍍膜玻璃的研制69-80
- 5.1 引言69
- 5.2 實(shí)驗(yàn)樣品制備69-70
- 5.3 結(jié)果討論與分析70-77
- 5.3.1 薄膜厚度測(cè)試結(jié)果70
- 5.3.2 XRD結(jié)果分析70-72
- 5.3.3 原子力顯微鏡(AFM)形貌分析72-73
- 5.3.4 薄膜方塊電阻結(jié)果分析73-75
- 5.3.5 紫外—可見—近紅外透射反射光譜分析75-77
- 5.4 本章小結(jié)77-80
- 第六章 結(jié)論80-82
- 致謝82
【引證文獻(xiàn)】
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