一种减弱人眼受观测角度影响的结构绿色玻璃的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种减弱人眼受观测角度影响的结构绿色玻璃的制备方法，其特征在于：S1、将刚性玻璃基底清洗、吹干；S2、采用喷砂工艺在玻璃基底上制备刻蚀深度60~150μm的粗糙漫射层；S3、采用反应等离子沉积工艺在粗糙漫射层表面依次制备折射率2.0~2.2、厚度100~200nm，折射率1.7~1.8、厚度80~140nm，折射率2.0~2.2、厚度120~180nm，折射率1.7~1.8、厚度30~90nm的ZrO

【技术实现步骤摘要】
一种减弱人眼受观测角度影响的结构绿色玻璃的制备方法


[0001]本专利技术属于玻璃
，涉及结构着色玻璃领域，具体涉及一种减弱人眼受观测角度影响的结构绿色玻璃的制备方法。

技术介绍

[0002]结构色是通过一种有序的微纳结构对不同波长的光散射、衍射或干涉产生的各种颜色，和传统色素着色相比，它具有色彩鲜艳、永不褪色且颜色可控等独特优点。目前，采用单介质层或多介质层形成结构绿色的制备方法被越来越多的应用于光伏玻璃领域，该方法制备的绿色光伏玻璃也作为封装材料被广泛的应用于薄膜基电池组件、硅基电池组件和钙钛矿基电池组件。
[0003]和传统的色素着色不同，当这些绿色组件被应用于光伏建筑一体化中，观测角度的变化会引起组件颜色的变化，无法形成外观整体颜色的统一。另外，绿色的色彩饱和度低，色域空间分布窄，上述因素均严重制约了绿色组件在光伏建筑一体化领域的推广及应用。
[0004]专利公开号为CN104736338B公开一种适于太阳能系统的具有彩色反射和高日光透射率的层压玻璃窗，其所述的具有绿色反射和高日光透过率的层压玻璃窗包含的基板，基板的外表面通过酸刻蚀形成粗糙结构层，其内表面通过在线磁控溅镀来制备干涉滤层，当干涉滤层设计为5或7层时，制备过程过于复杂，而设计为3层时，绿色的色彩饱和度较低，如实施例中给出的最好的绿色的色彩饱和度为a值为
‑
20.0，b值为8.02，无法满足光伏建筑领域对色彩日益增长的需求。另外，该方法无法解决当反射角大于60
°
的色彩稳定性的问题。
>[0005]专利公开号为CN103144381A公开一种绿色低辐射节能玻璃，其采用真空阴极磁控溅射的方法在优质浮法基片上，依次镀有第一层打底介质层、第二层阻挡层、第三层介质层、第四层功能层Ag层，第五、六保护层，该方法制备的绿色低辐射玻璃在外观上接近在原片绿玻上直接镀制低辐射膜的效果，且透过色接近中性，但制备过程繁琐，且包含贵金属的功能Ag层，成本较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术中的存在的问题，提供一种减弱人眼受观测角度影响的结构绿色玻璃的制备方法，该方法能够制备出颜色均匀、色彩鲜艳、受观测角度影响小的结构绿色玻璃。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种减弱人眼受观测角度影响的结构绿色玻璃的制备方法，其特征在于包括如下步骤：S1、采用刚性玻璃基底，先把玻璃基底放入洗液中，浸泡后用去离子水和乙醇依次洗涤，氮气吹干后再用等离子体清洗玻璃基底的上表面；
S2、采用喷砂工艺在玻璃基底上制备粗糙漫射层，粗糙漫射层为玻璃本体结构层，厚度即刻蚀深度为60~150μm，表面粗糙度即轮廓平均偏差的均方根值Rq为1.1~10μm；S3、采用反应等离子沉积工艺在粗糙漫射层表面制备第一高折射率介质层，第一高折射率介质层为100~200nm的ZrO
X
N
Y
薄膜，折射率范围为2.0~2.2；S4、采用反应等离子沉积工艺（保型）在第一高折射率介质层表面制备第二低折射率介质层，第二低折射率介质层为80~140nm的ZrO
X
N
Y
薄膜，折射率范围为1.7~1.8；S5、采用反应等离子沉积工艺在第二低折射率介质层表面制备第三高折射率介质层，第三高折射率介质层为120~180nm的ZrO
X
N
Y
薄膜，折射率范围为2.0~2.2；S6、采用反应等离子沉积工艺在第三高折射率介质层表面制备第四低折射率介质层，第四低折射率介质层为30~90nm的ZrO
X
N
Y
薄膜，折射率范围为1.7~1.8。
[0008]进一步，所述步骤S1中洗液为过氧化氢和浓硫酸的混合物，过氧化氢和浓硫酸的体积比为3：7，所述过氧化氢的质量分数为30%，洗液温度为30~40℃，浸泡时间为10~15min，浸泡后用去离子水和乙醇依次洗涤6次。
[0009]进一步，所述步骤S1中等离子体清洗使用等离子体清洗设备，采用单一Ar气作为载气，设备腔室的工作压力保持为2~15Pa，工作电源采用射频电源，功率为100~300w，Ar气流量为10~20sccm，蚀刻清洗时间为15~30min。
[0010]进一步，所述步骤S2中喷砂工艺使用喷砂刻蚀机，喷嘴口径为6mm，喷嘴与玻璃基底距离为5~40cm，压强范围为0.1~0.5MPa，载物台转速为20~200r/min，喷砂粒径为10μm，刻蚀时间为1~5min。
[0011]进一步，所述步骤S3和S5中反应等离子沉积工艺使用反应等离子沉积设备，蒸发靶材为ZrN靶，放电气体为Ar，反应气体为O2，等离子阴极腔室内的工作压力为150Pa，真空镀膜室的工作压力为0.01~1Pa，等离子源电流为30A，等离子体源Ar流量为55sccm，反应腔室中Ar流量为70ccm，O2流量为8 sccm，反应时间为10~15min。
[0012]进一步，所述步骤S4和S6中反应等离子沉积工艺使用反应等离子沉积设备，蒸发靶材为ZrN靶，放电气体为Ar，反应气体为O2，等离子阴极腔室内的工作压力为150Pa，真空镀膜室的工作压力为0.01~1Pa，等离子源电流为30A，等离子体源Ar流量为55sccm，反应腔室中Ar流量为70ccm，O2流量为2 sccm，反应时间为5~12min。
[0013]进一步，所述步骤S1中刚性玻璃基底为浮法玻璃、压延玻璃中的一种。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术采用喷砂工艺在玻璃本体上形成粗糙漫射层可有效增加玻璃表面的漫反射效果，提高玻璃本体透过率；采用反应等离子沉积工艺获得的高、低折射率介质层（即整体保形结构层），能降低现有工艺（如磁控溅射工艺）对粗糙漫射层微结构的破坏，提高粗糙漫射层表面微结构的完整性（磁控溅射工艺在溅射过程中产生高能粒子，在沉积的过程中会损坏底层即粗糙漫射层的表面微结构，从而降低结构着色玻璃的色彩稳定性和均匀性）；2.本专利技术采用同种氮氧化锆材料高、低折射率的搭配可有效扩展颜色的色域，增加色彩的饱和度以及延长使用寿命，同时减少制备所需要材料的种类及工艺流程从而降低生产成本，且制备过程不包括给环境带来污染的酸蚀处理；3.本专利技术制得的结构绿色玻璃，其色彩饱和度高，色域空间广，该结构绿色玻璃能
实现反射角不大于75
°
观测具有良好的颜色均匀性。
附图说明
[0015]图1为一种减弱人眼受观测角度影响的结构绿色玻璃的制备流程图；图2为一种减弱人眼受观测角度影响的结构绿色玻璃的结构示意图；图3为实施例1制得的实际样品的表面形貌图；图4为实施例1制得的实际样品图；图5为实施例1制得的实际样品的色坐标图；图6为实施例1制得的实际样品0
°
和75
°
角度观测的透过率曲线图；图7为实施例1制得的实际样品0
°
和75
°
角度观测的反射率曲线图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减弱人眼受观测角度影响的结构绿色玻璃的制备方法，其特征在于包括如下步骤：S1、采用刚性玻璃基底，先把玻璃基底放入洗液中，浸泡后用去离子水和乙醇依次洗涤，氮气吹干后再用等离子体清洗玻璃基底的上表面；S2、采用喷砂工艺在玻璃基底上制备粗糙漫射层，粗糙漫射层为玻璃本体结构层，厚度即刻蚀深度为60~150μm，表面粗糙度即轮廓平均偏差的均方根值Rq为1.1~10μm；S3、采用反应等离子沉积工艺在粗糙漫射层表面制备第一高折射率介质层，第一高折射率介质层为100~200nm的ZrO
X
N
Y
薄膜，折射率范围为2.0~2.2；S4、采用反应等离子沉积工艺在第一高折射率介质层表面制备第二低折射率介质层，第二低折射率介质层为80~140nm的ZrO
X
N
Y
薄膜，折射率范围为1.7~1.8；S5、采用反应等离子沉积工艺在第二低折射率介质层表面制备第三高折射率介质层，第三高折射率介质层为120~180nm的ZrO
X
N
Y
薄膜，折射率范围为2.0~2.2；S6、采用反应等离子沉积工艺在第三高折射率介质层表面制备第四低折射率介质层，第四低折射率介质层为30~90nm的ZrO
X
N
Y
薄膜，折射率范围为1.7~1.8。2.根据权利要求1所述一种减弱人眼受观测角度影响的结构绿色玻璃的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中洗液为过氧化氢和浓硫酸的混合物，过氧化氢和浓硫酸的体积比为3：7，所述过氧化氢的质量分数为30%，洗液温度为30~40℃，浸泡时间为10~15min，浸泡后用去离子水和乙醇依次洗涤6次。3.根据权利要求1所述一种减弱人眼受观测角度影响的结构绿...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭寿，杨扬，李刚，王天齐，金克武，彭塞奥，姚婷婷，王金磊，夏申江，黄海清，王东，甘治平，
申请(专利权)人：中建材玻璃新材料研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：