鈦化物節(jié)能薄膜的制備及其光電性能研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，能源危機(jī)日益加劇，節(jié)能逐漸受到全世界的關(guān)注。節(jié)能鍍膜玻璃是一種優(yōu)異高效的建筑材料。為解決目前多層節(jié)能鍍膜玻璃生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高等問(wèn)題，本研究提出用導(dǎo)電性能良好的鈦化物作為節(jié)能材料，嘗試制備單層的節(jié)能鍍膜玻璃。本論文研究了玻璃基板上TiN和TiC單層節(jié)能薄膜的制備及其光學(xué)、電學(xué)性能。主要得到了以下結(jié)果。
　　 首先，用適合與浮法生產(chǎn)線相結(jié)合的常壓化學(xué)氣相法，分別以TiCl4和NH3為原料，在普通玻璃基板上沉

2、積了單層TiN薄膜。運(yùn)用XRD、SEM、EDX、四探針電阻測(cè)試儀、UV-VIS等表征手段研究了氨氣流量變化對(duì)薄膜的結(jié)晶形態(tài)，表面和斷面形貌，表面成分，電學(xué)性能和光學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：在純TiN薄膜中，隨著氨氣流量的增加，TiNx薄膜中x值從0.691增加到1.381，薄膜的結(jié)晶強(qiáng)度和品格常數(shù)先增加后減小，薄膜的方塊電阻先減小后增加。當(dāng)氨氣流量為100sccm時(shí)，TiNx薄膜中x值接近1，薄膜的方塊電阻達(dá)到12.6Ω/sq，在近紅外區(qū)

3、的反射率達(dá)到60％，在中遠(yuǎn)紅外區(qū)的反射率達(dá)到87.87％，薄膜具備優(yōu)良的節(jié)能性能。但是，此時(shí)薄膜在可見(jiàn)光區(qū)的透光率低，為17％。
　　 為了提高薄膜的可見(jiàn)光透過(guò)率，對(duì)TiN薄膜進(jìn)行了釩摻雜。對(duì)于釩摻雜的TiN薄膜，隨著氨氣流量的增加，薄膜中N/(Ti+V)從0.8795增加到1.2419，薄膜中V的含量基本維持在0.4％左右，薄膜的結(jié)晶強(qiáng)度先增加后減小，薄膜的方塊電阻先減小后增加，維持在10Ω/sq左右。當(dāng)氨氣流量為100scc

4、m時(shí)，薄膜的方塊電阻達(dá)到8.3Ω/sq。薄膜在可見(jiàn)光區(qū)的透光率明顯增加，達(dá)到33％，在近紅外區(qū)的反射率達(dá)到60％，在中遠(yuǎn)紅外區(qū)的反射率達(dá)到91.75％，薄膜具備優(yōu)良的節(jié)能性能。
　　 另外，采用涂覆法，以TiC粉末為原料，PVP、PEG、PVA為添加劑，在普通玻璃基板上制備了單層TiC薄膜。探索了TiC薄膜的成膜條件。運(yùn)用SEM、四探針電阻測(cè)試儀、UV-VIS等表征手段研究了熱處理，PVP含量、溶液滴加量對(duì)薄膜的形貌，表面成分，

5、電學(xué)性能和光學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：在pH為10時(shí)，采用PVP與PEG作為添加劑時(shí)，薄膜具有良好的光電性能。熱處理能提高含PVA與PEG添加劑的TiC薄膜的光電性能。經(jīng)過(guò)熱處理后，薄膜的方塊電阻降低到221Ω/sq，近紅外反射率升高到7％。在含有PVP與PEG添加劑的TiC薄膜中，隨著PVP含量的增加，薄膜的方塊電阻逐漸減小，薄膜的近紅外反射率先增加，后保持不變；同時(shí)隨著溶液滴加量的增加，薄膜的方塊電阻先增加后減小，薄膜的近紅外反射率逐