Eu、Sc摻雜多孔SiO2減反射膜的制備及性能研究

2.26萬(wàn)字 47頁(yè) 原創(chuàng)作品，獨(dú)家提交，已通過(guò)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(yáng)能集熱器及其蓋板都需要提高透射率。如果無(wú)法保證增透太陽(yáng)能裝置蓋板玻璃的光學(xué)特性和機(jī)械性能，則會(huì)完全失去在太陽(yáng)能裝置上的應(yīng)用價(jià)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(jì)意義和社會(huì)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(jiàn)分光光度計(jì)等測(cè)試手段研究了不同催化劑和不同稀土摻雜量對(duì)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(duì)其機(jī)械性能和透光率進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)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(jī)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，未摻雜的多孔SiO2薄膜透光率最高，達(dá)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(shì)，Eu3+摻雜量為0.7%和Sc3+摻雜量為0.2%時(shí)，透光率最高。在400~800nm可見(jiàn)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)