阅读说明：本技术 一种单层结构着色玻璃多种颜色的快速预制备方法 (Rapid prefabrication method for multiple colors of single-layer structure colored glass ) 是由 杨扬 王天齐 李刚 金克武 彭赛奥 姚婷婷 夏申江 程海波 王金磊 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种单层结构着色玻璃多种颜色的快速预制备方法,包括以下步骤：S1、清洗玻璃基底；S2、沿玻璃基底顶面的对角线用油性记号笔点出五个大小一致的圆点,五个圆点将对角线六等分；S3、在玻璃基底顶面通过磁控溅射工艺沉积SiN<Sub>X</Sub>结构着色层,沉积时玻璃基底保持固定,溅射完成后,在玻璃基底顶面形成五种颜色的薄膜；S4、用乙醇擦去步骤S2中所述的五个圆点,使薄膜形成五个圆孔；S5、用台阶仪测量每个圆孔的高度,得到五种颜色薄膜相对应的厚度参数,完成预制备；该预制备方法仅通过一次真空镀膜过程得到五种不同颜色的薄膜,从而快速获取薄膜的参数,提高正式生产的效率,有利于结构着色玻璃产品的产业化推广和应用。(The invention discloses a rapid prefabrication method for multiple colors of single-layer structure colored glass, which comprises the following steps: s1, cleaning the glass substrate; s2, pointing five dots with the same size along the diagonal line of the top surface of the glass substrate by using an oil marking pen, and equally dividing the diagonal line into six parts by the five dots; s3, depositing SiN on the top surface of the glass substrate by a magnetron sputtering process X The structural coloring layer is used for keeping the glass substrate fixed during deposition, and after sputtering is finished, films of five colors are formed on the top surface of the glass substrate; s4, wiping the five round dots in the step S2 with ethanol to form five round holes on the film(ii) a S5, measuring the height of each round hole by using a step profiler to obtain thickness parameters corresponding to the five color films, and finishing pre-preparation; the prefabrication method obtains five films with different colors only through one-time vacuum coating process, thereby quickly obtaining the parameters of the films, improving the efficiency of formal production and being beneficial to the industrialized popularization and application of the structural colored glass products.)

一种单层结构着色玻璃多种颜色的快速预制备方法

技术领域

本发明涉及结构着色玻璃技术领域，具体是一种单层结构着色玻璃多种颜色的快速预制备方法。

背景技术

结构着色玻璃由于兼具良好的透过率和色彩，且颜色可调环保，永不褪色，因此被越来越多的应用于多个领域，如薄膜太阳能电池、硅基太阳能电池、平板集热器等方面。

然而通过在玻璃表面沉积介质层，利用薄膜的干涉、衍射或不均匀折射产生的结构色，一般需要先针对每一种单一颜色进行光学模拟，然后根据模拟的结果在玻璃表面沉积一定厚度的薄膜，最后根据实际的颜色效果进行再优化直至达到满意的结果为止。现行的制备过程较为繁琐，尤其在工业化生产过程中需要反复调试工艺参数才能达到理想的效果，从而导致生产成本的增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单层结构着色玻璃多种颜色的快速预制备方法，该预制备方法仅通过一次真空镀膜过程得到五种不同颜色的薄膜，从而快速获取薄膜的参数，提高正式生产的效率，降低生产成本，有利于结构着色玻璃产品的产业化推广和应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种单层结构着色玻璃多种颜色的快速预制备方法，包括以下步骤：

S1、清洗玻璃基底，去除玻璃基底表面的污物，并吹干；

S2、沿玻璃基底顶面的对角线用油性记号笔点出五个大小一致的圆点，五个圆点将对角线六等分；

S3、在玻璃基底顶面通过磁控溅射工艺沉积SiN_X（0＜x＜1.3）结构着色层，沉积时玻璃基底保持固定，磁控溅射的本底真空≤8.5×10^-4Pa，工作压强为3～6×10^-1Pa，射频溅射功率为50～200w，靶材为Si靶，溅射工艺气体Ar流量20～40sccm，反应气体N₂流量5～10sccm；溅射完成后，在玻璃基底顶面形成五种颜色的薄膜，五种颜色薄膜的位置与五个圆点的位置一一对应；

S4、用乙醇擦去步骤S2中所述的五个圆点，使薄膜形成五个圆孔；

S5、用台阶仪测量每个圆孔的高度，从而得到五种颜色薄膜相对应的厚度参数，完成预制备。

进一步的，步骤S1采用超声波对玻璃基底进行清洗，先用洗洁精清洗10分钟，接着用丙酮清洗15分钟，再用乙醇清洗15分钟，最后用去离子水超声清洗20分钟。

进一步的，所述步骤S2中圆点的直径为2mm。

本发明的有益效果是，通过玻璃基底保持固定不旋转，加强薄膜表面的不均匀性，充分利用薄膜不均匀性这一在镀膜领域需要避免的缺陷，形成一次真空镀膜过程得到五种不同厚度的薄膜，在同一批次的磁控溅射中实现五种颜色的预制备；通过测量即可获得这五种颜色薄膜对应的厚度参数，从而可以将厚度参数应用至实际的正式生产中，避免生产过程中参数的反复调试，有效提高生产效率，降低生产成本，有利于结构着色玻璃产品的产业化推广和应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明步骤S2的示意图；

图2是本发明步骤S4的示意图；

图3是图2沿沿玻璃基底顶面对角线的剖视图。

具体实施方式

实施例一

本发明提供一种单层结构着色玻璃多种颜色的快速预制备方法，包括以下步骤：

S1、清洗玻璃基底，选取厚度为1.1mm的超白玻璃为玻璃基底，尺寸10cm×10cm，先用洗洁精清洗10分钟，接着用丙酮清洗15分钟，再用乙醇清洗15分钟，最后用去离子水超声清洗20分钟，清洗干净后，用高压N2吹干玻璃基底；

S2、如图1所示，沿玻璃基底1顶面的对角线用油性记号笔点出五个大小一致的圆点2，五个圆点将对角线六等分；圆点的直径为2mm；

S3、在玻璃基底顶面通过磁控溅射工艺沉积SiN_X（0＜x＜1.3）结构着色层，把玻璃基底放入真空腔室中，先将真空腔室的本底真空度抽至8.5×10^-4Pa，打开基底加热开关，预热玻璃基底温度至150℃，开启溅射工艺气体Ar，调整其流量为20sccm，起辉后，调整工作压强为3×10^-1Pa，开启射频电源，调整电源功率为50w，预溅射15分钟后，开启反应气体N₂，调整其流量为5sccm，关闭玻璃基底旋转系统，沉积时玻璃基底保持固定，打开挡板，沉积平均厚度为100nm的SiN_X薄膜；

溅射完成后，在玻璃基底顶面形成五种颜色的薄膜，五种颜色薄膜的位置与五个圆点的位置一一对应；

S4、结合图2与图3所示，用乙醇擦去步骤S2中所述的五个圆点，使薄膜形成五个圆孔3；

S5、用台阶仪测量每个圆孔的高度，从而得到五种颜色薄膜相对应的厚度参数，完成预制备。

实施例二

本发明提供一种单层结构着色玻璃多种颜色的快速预制备方法，包括以下步骤：

S1、清洗玻璃基底，选取厚度为1.1mm的超白玻璃为玻璃基底，尺寸10cm×10cm，先用洗洁精清洗10分钟，接着用丙酮清洗15分钟，再用乙醇清洗15分钟，最后用去离子水超声清洗20分钟，清洗干净后，用高压N2吹干玻璃基底；

S2、如图1所示，沿玻璃基底1顶面的对角线用油性记号笔点出五个大小一致的圆点2，五个圆点将对角线六等分；圆点的直径为2mm；

S3、在玻璃基底顶面通过磁控溅射工艺沉积SiN_X（0＜x＜1.3）结构着色层，把玻璃基底放入真空腔室中，先将真空腔室的本底真空度抽至7×10^-4Pa，打开基底加热开关，预热玻璃基底温度至150℃，开启溅射工艺气体Ar，调整其流量为30sccm，起辉后，调整工作压强为4.5×10^-1Pa，开启射频电源，调整电源功率为120w，预溅射15分钟后，开启反应气体N₂，调整其流量为7sccm，关闭玻璃基底旋转系统，沉积时玻璃基底保持固定，打开挡板，沉积平均厚度为200nm的SiN_X薄膜；

溅射完成后，在玻璃基底顶面形成五种颜色的薄膜，五种颜色薄膜的位置与五个圆点的位置一一对应；

S4、结合图2与图3所示，用乙醇擦去步骤S2中所述的五个圆点，使薄膜形成五个圆孔3；

S5、用台阶仪测量每个圆孔的高度，从而得到五种颜色薄膜相对应的厚度参数，完成预制备。

实施例三

本发明提供一种单层结构着色玻璃多种颜色的快速预制备方法，包括以下步骤：

S1、清洗玻璃基底，选取厚度为1.1mm的超白玻璃为玻璃基底，尺寸10cm×10cm，先用洗洁精清洗10分钟，接着用丙酮清洗15分钟，再用乙醇清洗15分钟，最后用去离子水超声清洗20分钟，清洗干净后，用高压N2吹干玻璃基底；

S2、如图1所示，沿玻璃基底1顶面的对角线用油性记号笔点出五个大小一致的圆点2，五个圆点将对角线六等分；圆点的直径为2mm；

S3、在玻璃基底顶面通过磁控溅射工艺沉积SiN_X（0＜x＜1.3）结构着色层，把玻璃基底放入真空腔室中，先将真空腔室的本底真空度抽至6×10^-4Pa，打开基底加热开关，预热玻璃基底温度至150℃，开启溅射工艺气体Ar，调整其流量为40sccm，起辉后，调整工作压强为6×10^-1Pa，开启射频电源，调整电源功率为200w，预溅射15分钟后，开启反应气体N₂，调整其流量为10sccm，关闭玻璃基底旋转系统，沉积时玻璃基底保持固定，打开挡板，沉积平均厚度为300nm的SiN_X薄膜；

溅射完成后，在玻璃基底顶面形成五种颜色的薄膜，五种颜色薄膜的位置与五个圆点的位置一一对应；

S4、结合图2与图3所示，用乙醇擦去步骤S2中所述的五个圆点，使薄膜形成五个圆孔3；

S5、用台阶仪测量每个圆孔的高度，从而得到五种颜色薄膜相对应的厚度参数，完成预制备。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。