大面积siolt2gt减反射薄膜结构与性能研究

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1、华南理工大学工学硕士学位论文摘要减反射薄膜是在透明基体材料的表面涂覆一层薄膜，通过调节该薄膜的折射率来增加透明材料(特别是大面积透明材料)对一定波长太阳光的透过率以及减少其表面不必要的反射。在许多实际应用领域透明材料的增透以及减少表面不必要的反射都是迫切需要的。例如在太阳能利用、汽车玻璃、建筑玻璃等方面。因此，本文研究制备大面积多孔Si0。减反射薄膜，并采用各种测试手段对它们的结构与性能进行了表征与分析。使用射频溅射和溶胶一凝胶两种方法在玻璃表面制备si0：减反射薄膜，比较两种方法制备的薄膜减反射效果。溅射方法制各的薄膜透过率无明显变化。而溶胶一

2、凝胶方法制各的减反射薄膜在535～558nm波长范围内透过率可达99．3％，较未镀膜玻璃提高了6．4％，并获得整个可见光波长范围内达97％以上的宽带增透效果。溶胶一凝胶方法制备工艺相对简单、成本较低，且可以大面积成膜，有望实现工业化。利用动态光散射仪、TEM以及红外光谱仪对溶胶特性进行了分析，探讨了溶胶的浓度、陈化时间对溶胶颗粒分布的影响以及溶胶陈化时间、催化剂、热处理过程对溶胶有机基团的影响。发现溶胶浓度增加，胶体颗粒的大小增大，颗粒粒度分布带逐渐增宽；而陈化时间的延长，使得溶胶颗粒不断长大但颗粒粒度分布带变窄。采用红外光谱分析发现随着陈化时间

3、和退火温度增加，Si一0一si键增强。利用紫外可见光谱仪测定镀膜玻璃在可见光波长范围内的透过率，探讨了溶胶的浓度、陈化时间、催化剂、热处理过程以及双层梯度膜对镀膜玻璃透过率的影响。结果表明当溶胶浓度为0．4M、陈化时间为6天以及退火温度达500℃时制得双层梯度膜样品最高透过率可达99．3％的宽带增透效果，并讨论了制备大面积薄膜的可行性。同时对单层薄膜以及双层梯度薄膜的表面形貌进行了扫描电镜观察，相应地探讨了溶胶的浓度、陈化时间、催化剂、热处理过程对薄膜表面形貌的影响。结果发现，镀膜样品达到最佳的透射率时，薄膜颗粒大小平均约为20nm左右，而且团聚

4、较少，孔隙分布均匀，平均尺寸约为20nm左右，孔隙率高。且实验结果与溶胶的粒度分布结果相一致，而且Iv摘要解释了溶胶一凝胶工艺参数对镀膜样品透过率的影响。最后采用正交试验方法分析多因素对溶胶一凝胶试验的影响，得出最佳的工艺条件。关键词：Si0。薄膜；减反射；溶胶一凝胶法；大面积薄膜V华南理工大学工学硕士学位论文Abstract．Antireflective(AR】filmsiSakindoffilmwhichiSusedtoincreasethetransmittanceorreduceunwantedsurfacereflectionoftra

5、nsparentmaterialsthroughadjustingtherefractiveindexofthefilms．Itcanbeusedinsolarenergyutilization，automobilewindows，buildingwindowsandSOon．SothelargeareaporousantireflectiveSi02filmsweredevelopedinthispaper．Thestructuresandpropertiesoffilmswerecharacterized．Antireflectivesili

6、cafilmsweredepositedonglassthroughRFsputteringprocessandsol—gelprocess．Thetransmittanceofthecoatingdepositedbysputteringprocesshadunnoticeableincrease．WhereasthevisibletransmittanceofARfilmspreparedbysol—gelprocesSCanreach99．3％．Theaveragetransmittancereached99％intherangeofwav

7、elengthbetween520nmand570nm，anditexceed97％inthewholevisiblespectrum．Thisprocessissimpleandlow—cost．Itcanbeusedtopreparelargeareafilmsandhasprosperityofindustrialization．ThepropertiesofSi02solswereinvestigatedbydynamiclightscatteringanalysis，TEMobservationandFourier-transformi

8、nfraredspectroscopy(FTIR)．Thesizeofsolsparticlesincreasedwiththeincr