Revêtements sur verre

Identification du revêtement

L'étude de la structure des couches, de l'identité et de la composition d'un système de revêtement inconnu peut être réalisée de plusieurs manières.

Composition

Une structure de revêtement de verre inconnue a été profilée par spectroscopie photoélectronique aux rayons X (XPS). Toutes les couches ont été identifiées et la composition de chaque couche a été déterminée. Les compositions sont exactes. Les épaisseurs de couche sont approximatives.

Structure

Une structure de revêtement de verre inconnue a été sectionnée puis analysée par microscopie électronique à balayage en transmission - spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie (STEM-EDS). Nous pouvons observer la structure, l'épaisseur et l'uniformité des couches, et toutes les couches ont été identifiées. L'épaisseur et l'uniformité de la couche sont précises. La composition est approximative.

Niveau de trace et interdiffusion

Une structure de revêtement de verre inconnue a été profilée en profondeur par SIMS. Nous pouvons observer les profils d'éléments majeurs avec les profils d'éléments traces, y compris la diffusion de Na à partir du verre du substrat. La composition peut être déterminée avec précision avec des étalons. Les concentrations en oligo-éléments sont précises. Les épaisseurs de couche sont approximatives, en l'absence de corrélation avec d'autres mesures.

Effet de la trempe du verre

Le recuit et la trempe du verre modifieront la microstructure du verre et du revêtement et provoqueront une interdiffusion entre les couches. Le profilage de profondeur SIMS montre la diffusion d'éléments majeurs et mineurs entre les couches. TEM montre des changements de microstructure. SIMS montre une diffusion majeure de Na après trempe, du substrat en verre à travers toutes les couches de revêtement et à la surface. Si et N ont diffusé des couches de SiAlN dans les couches adjacentes. TEM ne montre aucun changement dans les épaisseurs de couche de revêtement après le revenu. Cependant, les interfaces entre les couches sont devenues plus définies et une couche interfaciale a disparu.

Analyse d'oxyde conducteur transparent (TCO)

De nombreux systèmes de revêtement de verre comprennent une couche de TCO (oxyde conducteur transparent) pour établir un contact électrique avec la structure de la couche. Pour les applications solaires, les couches de TCO doivent être optiquement transparentes avec une bande interdite minimisant le piégeage de la lumière tout en conservant une conductivité électrique élevée.

Orientation du grain

Les dopants, les contaminants, la taille et l'orientation des grains peuvent influer sur la conductivité du TCO. GIXRD (diffraction des rayons X à incidence rasante) compare les TCO 2: la courbe rouge correspond à un film à faible conductivité et le noir à un film à conductivité supérieure. Les textures sont assez différentes.

Épaisseur / densité / rugosité

L'épaisseur, la rugosité et la densité du TCO peuvent être mesurées de manière quantitative sans recourir à des étalons utilisant la réflectivité des rayons X (XRR). L'angle critique révèle la densité, la pente après l'angle critique indique la rugosité et les franges d'interférence indiquent l'épaisseur. La comparaison de deux revêtements montre une épaisseur et une densité similaires, mais des rugosités de surface et d'interface différentes.

Composition

Les dopants peuvent augmenter la conductivité électrique des TCO, mais les dopants peuvent également réduire la transmission optique. Le profil en profondeur du SIMS révèle la concentration en dopant. Le rapport Zn: O a été étalonné par RBS (spectrométrie de rétrodiffusion de Rutherford).

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