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Il vetro FTO (vetro ossido di stagno dopato al fluoro) è un materiale conduttivo trasparente il cui nucleo si trova nel rivestimento a film sottile di ossido di stagno dopato al fluoro (snoconazolo: F). In questo film sottile, ossido di stagno Questo meccanismo di drogaggio funziona principalmente nei modi che seguono:
Produzione di vettori gratuiti: quando gli ioni di fluoro sostituiscono gli ioni di ossigeno, viene generato un elettrone gratuito aggiuntivo, aumentando così la densità degli elettroni del materiale. L'aumento dei vettori migliora direttamente la conduttività.
Modifica della stabilità del reticolo: la struttura del reticolo snopower viene leggermente distorta dopo il doppino al fluoro, ma non danneggia la disposizione dei cristalli originali, equilibrando la trasparenza e la conduttività del materiale.
Questa caratteristica garantisce ai film sottili FTO un vantaggio unico tra i materiali conduttivi più trasparenti-fornisce una buona trasmittanza ottica pur mantenendo eccellenti prestazioni elettriche.
La competitività centrale degli steli di vetro FTO dalla sua trasparenza, conducibilità e stabilità, che sono strettamente correlati e regolano direttamente le prestazioni dell'applicazione del materiale.
Il vetro FTO ha in genere una trasmittanza di oltre 80% nella gamma di luci visibili (400-800 nm), che è vitale per la sua applicazione in dispositivi fotovoltaici, elettrocromici e display. I fattori che cambiano la trasparenza includono lo spessore del film, la concentrazione di fluoro e il processo di produzione. Lo spessore aumentato può portare ad un maggiore assorbimento della luce e alla dispersione, mentre l'eccessivo fluoro può migliorare l'assorbimento degli elettroni gratuito, riducendo così la trasparenza.
La conducibilità è una metrica chiave per la valutazione delle prestazioni dei materiali conduttivi trasparenti. La resistività del vetro FTO di solito varia da 10 ow. L'efficienza di migrazione degli elettroni liberi all'interno del film è colpita dalla dispersione dei bordi del grano e dalla densità dei difetti, rendendo l'ottimizzazione del processo vitale per migliorare la conduttività.
Il vetro FTO è rinomato per la sua eccellente stabilità chimica e termica. La sua elevata resistenza alla corrosione consente di utilizzarlo a lungo termine in ambienti acidi e alcali forti e le sue prestazioni e trasparenza elettriche sono stabili anche sotto le alte temperature. Questa stabilità è particolarmente preziosa per applicazioni esterne e industriali.
Le prestazioni del vetro FTO dipende in gran parte dalle condizioni di preparazione del film sottile, compreso lo spessore del film, la concentrazione di fluoro e la temperatura di deposizione:
Spessore del Film: c' è una relazione inversa tra lo spessore del film e la sua trasparenza e conduttività. I film più spessi forniscono una maggiore conduttività ma sacsano una maggiore trasparenza, mentre i film più sottili offrono una migliore trasparenza ma possono avere una maggiore resistività.
Concentrazione di fluoro: una quantità adeguata di fluoro può aumentare la concentrazione portante, riducendo la resistività del film. In ogni caso, il doppino al fluoro eccessivo può offrire difetti al reticolo, aumentando la dispersione degli elettroni e riducendo così le prestazioni complessive.
Temperatura di deposizione: la temperatura di deposizione influenza la cristallinità della densità del film e del bordo del grano. Le temperature di deposizione più elevate di solito migliorano la cristallinità del film, migliorano la conduttività e la trasparenza, ma possono anche aumentare i costi di produzione.
Il controllo preciso dei parametri di preparazione può ottenere un'ottimizzazione completa delle prestazioni del vetro FTO.
Ci sono diversi metodi per la preparazione del vetro FTO, ciascuno con i suoi vantaggi e svantaggi in termini di costi, efficienza e controllo di qualità. I tre processi più comuni sono:
La pirolisi Spray è uno dei metodi più comunemente usati per la produzione industriale di vetro FTO. In questo processo, una soluzione di sale di stagno contenente fluoro viene spruzzata su un substrato ad alta temperatura attraverso un ugello e viene trasformata termicamente per formare un film FTO uniforme. I principali vantaggi di questo metodo sono la sua semplicità e il basso costo, adatti alla produzione su larga scala, anche se l'uniforme e il controllo dello spessore del film sono piuttosto difficili, con le sue applicazioni di fascia alta.
Sputtering è aTecnologia di deposizione fisica del vapore (PVD) dove gli ioni ad alta energia bomber un materiale target, facendo sì che i suoi atomee si depositino su un substrato di vetro per formare un film. Questo metodo può controllare con precisione lo spessore e l'uniforme del film, adatto per la produzione di dispositivi optoelettronici di fascia alta, ma ha costi elevati e bassa efficienza produttiva.
La tecnologia CVD utilizza i catalizzatori chimici per resistere a reazioni chimiche su una superficie del substrato ad alta temperatura per formare un film. Questo metodo può produrre film FTO di alta qualità e a basso contenuto di difetti e funziona bene in termini di uniformità e controllo dello spessore. È ampiamente utilizzato nella ricerca di laboratorio, ma il suo alto costo lo rende meno adatto per la produzione industriale su larga scala.
