隨著低碳經濟的興起及能源危機的到來,可再生綠色能源的開發及節能減排的推廣,成為科學技術發展的重要課題與推動經濟增長的重要產業。太陽能作為一種豐富清潔的能源,已經呈現爆炸式增長,在節能減排方面,Low-E玻璃的應用也日益廣泛。
太陽能行業及Low-E玻璃對TCO靶材都有極大的需求,ITO靶材因其較低的電阻率,可見光波段較高的透光率,在環境中的穩定性,是作為TCO的主要的材料,但ITO靶材價格較高,制備工藝復雜,需要HIP,不適合柔性襯底鍍膜,加之銦資源匱乏,限制了TCO靶材及相關行業的發展。
在過去的幾十年,開展了大量以摻雜氧化鋅和摻雜氧化錫替代ITO產品的研究開發,其中氧化鋁摻雜氧化鋅的材料效果較好AZO靶材及鍍膜具有與ITO相近的電學和光學特性且原料豐富。為降低靶材成本,AZO成為透明導電薄膜材料的關注焦點。氧化鋅機體中摻雜適當量的氧化鋁,在透光率損失不大的前提下,可以提高導電性。國內AZO平面靶雖有一些廠家可以制備,但管狀靶鮮有供應商能夠提供,尤其是尺寸較大的靶材,存在密度、色澤及開裂的問題。
隨著磁控濺射鍍膜的發展,對成本降低的要求越來越高,平面AZO靶材的30~40%的利用率就難以降低成本,而管狀AZO靶材70~90%的利用率就使得其成本優勢極具吸引力。另外,平面靶濺射時功率無法很大,否則會造成開裂。管狀AZO靶適用于大濺射功率,具有高生產效率。本發明通過噴霧干燥工藝對粉末制備的控制,既可以制備較大尺寸的平面AZO靶,也可制備較大尺寸的管狀AZO靶材。
提供一種適用于平面和管狀AZO靶材的AZO粉末制備方法,以及制備平面和管狀AZO靶材的方法,用以制備性能優良的AZO薄膜。該方法采用純度大于99.99%的ZnO粉末及純度大于99.95%的氧化鋁粉末,均勻濕混,以噴霧干燥工藝對其造粒,形成AZO粉末。并以噴霧干燥工藝制得的AZO粉末,壓制成型,燒結成密度在90%~99%的大尺寸AZO平面靶和大尺寸AZO旋轉靶,其中氧化鋁占質量百分比為0.5~5%。
AZO粉末制備的具體步驟為:
按一定比例稱取原料氧化鋅,氧化鋁,加入水,濕混均勻,獲得固含量為50~70%的料漿,氧化鋁占質量百分比范圍為0.5~5%。
采用噴霧干燥器,不添加有機粘結劑,進行噴霧干燥造粒,制成AZO粉末。