Eu、Sc摻雜多孔SiO2減反射膜的制備及性能研究

2.26萬字 47頁 原創(chuàng)作品，獨家提交，已通過查重系統(tǒng)


摘要 減反射薄膜是目前應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的一種薄膜。在可再生能源領(lǐng)域中，減少透明材料表面的反射作用是非常有必要的，比如太陽能集熱器及其蓋板都需要提高透射率。如果無法保證增透太陽能裝置蓋板玻璃的光學(xué)特性和機械性能，則會完全失去在太陽能裝置上的應(yīng)用價值，因此，易于工業(yè)化生產(chǎn)、透光率更高、耐磨擦的減反射膜的制備具有重要的經(jīng)濟意義和社會意義。
本文采用溶膠-凝膠法在石英玻璃表面制備了單層多孔SiO2薄膜。制備了多組減反射膜，包括酸催化、堿催化減反射膜，摻雜Eu3+減反射膜以及摻雜Sc3+減反射膜。應(yīng)用X 射線衍射儀、原子力顯微鏡和紫外-可見分光光度計等測試手段研究了不同催化劑和不同稀土摻雜量對薄膜顯微結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的影響。
采用不同催化方法制備了兩組減反射膜，并對其機械性能和透光率進行分析。實驗發(fā)現(xiàn)，由于堿催化制得的薄膜表面孔隙率高于酸催化法，前者透光率略高于后者。然而，正是由于前者表面孔隙率高，導(dǎo)致其機械性能較差。采用溶膠-凝膠法制備了摻雜Eu3+和Sc3+的多孔SiO2減反射膜，前者摻雜質(zhì)量濃度分別為0，0.4%，0.7%，1%，后者摻雜質(zhì)量濃度分別為0，0.1%，0.2%，0.3%。實驗結(jié)果表明，未摻雜的多孔SiO2薄膜透光率最高，達到98.33%。隨著摻雜量的增大，透光率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，Eu3+摻雜量為0.7%和Sc3+摻雜量為0.2%時，透光率最高。在400~800nm可見光光譜范圍內(nèi)，不論摻雜量為多少，制得的薄膜比空白玻璃均有明顯提高。


關(guān)鍵詞：減反射薄膜 石英玻璃 溶膠-凝膠法 稀土摻雜 微觀結(jié)構(gòu)