RPS-SONIC: Referenční měřítko pro industrializaci ultrazvukového atomizačního nástřiku tenkých filmů TCO

Ve vlně industrializace technologie přípravy transparentního vodivého filmu TCO společnost RPS{0}}SONIC se svým cíleným technologickým výzkumem a vývojem a designem-založeným na scénářích učinila ze svého zařízení pro ultrazvukové rozprašování rozprašování klíčové zařízení ve fotovoltaice, displejích a stavebnictví. Splňuje nejen základní požadavky odvětví na „vysokou propustnost světla, nízký plošný odpor a zelenou účinnost“, ale také podporuje přechod přípravy tenkého filmu TCO z laboratoře na velkovýrobu prostřednictvím přesného řízení parametrů a stabilního provozu.

Ultrazvukové rozprašovací zařízení RPS-SONIC, založené na technologii vysokofrekvenční vibrační atomizace, vytvořilo diferencovanou produktovou matrici pro potřeby přípravy tenkého filmu TCO, s jeho základními technologickými charakteristikami, které vykazují obzvláště vynikající adaptabilitu na přípravu TCO. Zařízení využívá především dvě vysokofrekvenční-vibrační schémata: 40 kHz a 60 kHz. Mezi nimi může 40kHz zaostřená ultrazvuková atomizační tryska prostřednictvím speciálního designu zúženého průtokového kanálu zajistit, aby nosný plyn rovnoměrně shromažďoval a atomizoval roztok prekurzoru TCO (jako je ITO, AZO, FTO sol) do jednotných kapiček o velikosti 15-40μm. Chyba rovnoměrnosti distribuce kapiček je řízena v rozmezí ±3 %, což dokonale odpovídá přesným požadavkům na tloušťku filmů TCO 10nm-500nm. U roztoků prekurzorů TCO s nízkou-viskozitou (0 cps) dosahuje zařízení přesné regulace průtoku 0,5–20 ml/min. V kombinaci s nastavitelnou výškou postřiku 30-80 mm a nízkotlakým vedením proudění 0,5 MPa zabraňuje problémům s rozstřikováním kapek tradičního tlakového postřiku a zároveň zajišťuje husté usazování kapiček na povrchu substrátu. To má za následek kolísání odporu fólie TCO řízené v rozmezí ±5 % a propustnost viditelného světla stabilizovanou na 85 % až 95 %, což plně splňuje požadavky na výkon špičkových aplikací, jako jsou fotovoltaické články a flexibilní displeje.

RPS{0}}SONIC, staví na hlavních výhodách přípravy filmu TCO, dále umocňuje průmyslovou hodnotu technologie ultrazvukové atomizace. Za prvé, zařízení se může pochlubit významnými výhodami ve využití materiálu a kontrole nákladů. Díky „beztlakové atomizaci“ a designu cíleného nástřiku dosahuje míra využití TCO prekurzorového roztoku až 90 %, což ušetří více než 80 % spotřeby materiálu ve srovnání s tradičními procesy magnetronového naprašování. To je zvláště výhodné při přípravě tenkých vrstev ITO, kde jsou zdroje india vzácné, protože to výrazně snižuje ztráty drahých kovů, a tím snižuje výrobní náklady pro podniky. Za druhé, vykazuje extrémně silnou kompatibilitu se substrátem. Zařízení využívá velmi nízkou kinetickou energii kapiček během atomizace, což představuje typický nízkoteplotní proces přípravy. Díky tomu je vhodný nejen pro tuhé substráty, jako jsou skleněné a silikonové destičky, ale také pro flexibilní substráty, jako jsou PET a PI. To řeší problematické body tradičních procesů při přípravě flexibilních tenkých vrstev TCO, které snadno vedou k deformaci substrátu a degradaci výkonu, což poskytuje spolehlivé řešení pro výrobu tenkých vrstev TCO v oblastech, jako jsou flexibilní OLED displeje a nositelná zařízení. Za třetí kombinuje škálovatelnost a stabilitu. Zařízení podporuje více-pole trysek s šířkou jednoho postřiku 1-3 metry. V kombinaci s nastavitelným výkonem 10-100W dokáže splnit potřeby malo-sériového výzkumu a vývoje v laboratořích i velkosériovou výrobu velkorozměrových zařízení, jako jsou fotovoltaické moduly a architektonická skla. Kromě toho zařízení nemá žádné pohyblivé části, které by se opotřebovávaly, a trysky jsou méně náchylné k ucpávání, což snižuje prostoje ve výrobě a zajišťuje stabilitu nepřetržité výroby.

Pokud jde o průmyslové aplikace, ultrazvukové rozprašovací zařízení RPS{0}}SONIC vytvořilo několik referenčních případů v oblasti přípravy tenkých vrstev TCO. Ve fotovoltaickém průmyslu se jeho zařízení používá pro nástřik průhledné vodivé vrstvy AZO/TCO perovskitových solárních článků. Přesným řízením velikosti kapiček a rychlosti depozice se účinnost fotoelektrické konverze článků zlepší o 2-3 procentní body. V současné době vstoupila do pilotní řady 1GW-perovskitových-silikonových heteropřechodových tandemových článků přední tuzemské fotovoltaické společnosti, čímž pomáhá dosáhnout masové výroby ve velkém měřítku. V oblasti displeje, pro přípravu ITO/PET kompozitních fólií pro flexibilní OLED obrazovky, může zařízení stále zajistit, že rychlost změny odporu listu fólie TCO je menší než 10 % a propustnost světla zůstane nad 92 % na flexibilním substrátu s poloměrem ohybu 5 mm.

To pomáhá navazujícím výrobcům zlepšit výtěžnost flexibilních obrazovek ze 75 % s tradičními procesy na 88 %, čímž se stává základní podporou zařízení pro průmyslový řetězec flexibilních obrazovek. V oblasti architektonického chytrého skla se zařízení používá pro nástřik transparentních vodivých fólií AZO na elektrochromní sklo, dosahující kontroly chyby tloušťky ±2nm. Výsledkem je rychlost elektrochromické odezvy menší nebo rovna 10 sekundám a životnost více než 100 000 cyklů. Vysoká propustnost světla a odolnost fólie vůči korozi zároveň zajišťuje-dlouhodobě stabilní provoz chytrého skla a byla použita při výrobě chytrých oken v mnoha{10}} špičkových stavebních projektech doma i v zahraničí. Zařízení Hangzhou Gonglu se navíc může pochlubit výjimečnou všestranností, která umožňuje nejen běžnou přípravu tenkého filmu TCO, ale také kompozitní nástřik funkčních filmů, jako jsou anti-zamlžovací a anti{13}}korozní povlaky s vrstvami TCO. Může například na povrch fotovoltaického skla současně nastříkat průhlednou vodivou vrstvu FTO a anti{15}nátěr, což dále zvyšuje celkový výkon zařízení. Očekává se, že v budoucnu, s podporou materiálů TCO bez india{17}} (jako jsou AZO a GZO) a integrací technologie vizuální kontroly AI, bude zařízení Hangzhou Gonglu dosahovat ještě vyšších výkonnostních cílů, včetně propustnosti světla přesahující 98 % a plošného odporu pod 5Ω/□, což bude neustále pohánět technologii ekologizace a zušlechťování tenkého filmu TCO.

Zařízení RPS-SONIC, které je průmyslovým měřítkem v oblasti ultrazvukového rozprašování, se svým přesným řízením parametrů, stabilním provozem a širokou adaptabilitou aplikací poskytuje základní podporu pro velkoplošnou-výrobu vysoce{2}}kvalitních průhledných vodivých fólií TCO. Jeho technická řešení nejen splňují současné potřeby rozvoje optoelektronického průmyslu, ale budou také hrát klíčovou roli v technologických inovacích ve vznikajících oborech, jako je flexibilní elektronika a nová energetika v budoucnosti.