Carga in situ de matriz de nanopartículas de revestimientos de óxido metálico mediante deposición por combustión.

Un metodo para formar un revestimiento en un sustrato de vidrio usando una deposicion por combustion,

metodo que comprende: proporcionar un sustrato de vidrio que tiene al menos una superficie que ha de revestirse;

elegir un reactivo, reactivo que se elige de forma que al menos una parte del reactivo se usa en la formacion del revestimiento; introducir un primer precursor para quemarse con una primera llama; quemar al menos una parte del reactivo y del primer precursor para formar un primer material quemado, primer material quemado que comprende material no vaporizado;

proporcionar el sustrato de vidrio en una primera area para que el sustrato de vidrio se caliente lo suficiente con el fin de permitir que el primer material quemado forme un primer crecimiento directa o indirectamente en el sustrato de vidrio; introducir un segundo precursor que ha de quemarse mediante una segunda llama; quemar al menos una parte del reactivo y del segundo precursor para formar un segundo material quemado, segundo material quemado que comprende material no vaporizado; y proporcionar el sustrato de vidrio en una segunda area de forma que el sustrato de vidrio se caliente lo suficiente con el fin de permitir que el segundo material quemado forme un segundo crecimiento directa o indirectamente en o sobre el primer crecimiento, donde el revestimiento comprende al menos el primer y segundo crecimiento, donde la concentracion del segundo precursor es aproximadamente 3 o 4 veces mayor que la concentracion del primer precursor y donde las condiciones del proceso incluyen una temperatura de la llama de entre aproximadamente 1000 a 1400 DC para que el primer crecimiento tenga una pequena distribucion del tamano de las particulas de nucleacion y el segundo crecimiento tenga una mayor distribucion del tamano de las nanoparticulas aglomeradas, donde el revestimiento comprende un oxido de silicio, donde el primer crecimiento tiene una media de distribucion de tamano de las particulas menor que 10 nm y produciria una pelicula que tiene un indice de refraccion de entre 1, 431, 46 si se revistiera de forma independiente, y

donde el segundo crecimiento tiene una media de distribucion de tamano de las particulas de entre 10-150 nm y produciria una pelicula que tiene un indice de refraccion de entre 1, 25-1, 42 si se revistiera de forma independiente.

CAMPO DE LA INVENCION [0001] La presente invencion hace referencia a la deposicion de revestimientos de oxido metalico en sustratos mediante deposicion por combustion. Mas concretamente, determinados modos de realizacion de ejemplo hacen referencia a una carga in situ de una matriz de nanoparticulas de revestimientos de oxido metalico mediante la deposicion por combustion. En determinados modos de 10 realizacion de ejemplo, el revestimiento de oxido metalico puede ser un revestimiento de oxido de silicio (p. ej., SiO2, u otra estequiometria adecuada) y en determinados modos de realizacion de ejemplo, el revestimiento de oxido de silicio puede actuar como un revestimiento antirreflectante (AR) . En determinados modos de realizacion de ejemplo, puede obtenerse una ganancia de transmision visible de al menos aproximadamente 2, 0 % y mas preferentemente entre aproximadamente 3, 0-3, 25 15 % a traves del crecimiento de multiples peliculas en una primera superficie del sustrato. ANTECEDENTES Y RESUMEN DE LOS MODOS DE REALIZACION DE EJEMPLO DE LA INVENCION [0002] La deposicion quimica del vapor por combustion (CVD por combustion) es una tecnica 20 relativamente nueva para el crecimiento de revestimientos. La CVD por combustion se describe, por ejemplo, en las patentes estadounidenses nO 5.652.021; 5.858.465 y 6.013.318, cada uno de ellos por la presente aqui incorporados para referencia en su totalidad. [0003] De forma convencional, en la CVD por combustion, los precursores se disuelven en un solvente inflamable y la solucion se distribuye al quemador donde se prende para dar una llama. 25 Dichos precursores pueden ser de vapor o liquidos y pueden suministrarse a una llama autoalimentada o usarse como la fuente combustible. A continuacion, se pasa un sustrato bajo la llama para depositar un revestimiento. [0004] Dicho proceso convencional de la CVD por combustion para depositar un revestimiento antirreflectante de una unica capa tambien se conoce de la EP 1602 633 A1. Una capa de oxido de 30 silicio homogeneo se deposita usando gas hidrocarburo o hidrogeno y un precursor que incluye silicio. La capa puede depositarse usando uno o multiples ciclos de deposicion. [0005] Hay varias ventajas de la CVD por combustion con respecto a las tecnicas de deposicion pirolitica tradicionales (tal como CVD, pulverizacion y sol-gel, etc.) . Una ventaja es que la energia necesaria para la deposicion la proporciona la llama. Otra ventaja es que las tecnicas de la CVD por 35 combustion no requieren necesariamente precursores volatiles. Si una solucion del precursor puede atomizarse/nebulizarse lo suficiente (p. ej., para producir pequenas gotas y/o particulas de un tamano lo bastante pequeno) , la solucion atomizada se comportara fundamentalmente como un gas y puede transferirse a la llama sin necesidad de una presion de vapor apreciable del precursor de interes. [0006] Se entendera que las tecnicas de deposicion por combustion pueden usarse para depositar 40 revestimientos de oxido metalico (p. ej., revestimientos antirreflectantes de una sola capa) en los sustratos de vidrio, por ejemplo, para cambiar las propiedades opticas de los sustratos de vidrio (p.

ej., aumentar la transmision visible) . Con este fin, las tecnicas de deposicion por combustion convencionales las usaban los inventores de la aplicacion instantanea para depositar una pelicula antirreflectante de una sola capa de oxido de silicio (p. ej., SiO2 u otra estequiometria adecuada) . Con este intento se buscaba conseguir un aumento en la transmision de luz en el espectro visible (p. ej., 5 longitudes de onda de desde aproximadamente 400-º00 nm) sobre un vidrio flotado claro con una aplicacion de la pelicula en uno o en ambos lados de un sustrato de vidrio. Ademas, tambien se consiguen aumentos en la transmision de luz para longitudes de onda mayores de º00 nm y tambien puede ser aconsejable para determinadas aplicaciones de producto, tal como, por ejemplo, celdas solares fotovoltaicas. El vidrio flotado claro usado junto con la descripcion aqui mencionada es un vidrio bajo en hierro conocido como "Extra Claro", el cual tiene una transmision visible que varia tipicamente entre º0, 3 % a aproximadamente º1, 0 %. Por supuesto, los ejemplos aqui descritos no se limitan a este tipo de vidrio en concreto o a cualquier vidrio con esta transmision visible en concreto. [0007] El trabajo de desarrollo de la deposicion por combustion se llevo a cabo usando un quemador

lineal convencional. Como es convencional, el quemador lineal se avivo mediante gas de combustion premezclado que comprende propano y aire. Se pueden, obviamente, usar otros gases de combustion como, por ejemplo, gas natural, butano, etc. La ventana de funcionamiento estandar para el quemador lineal implica flujos de aire de entre aproximadamente 150 a 300 litros estandar por minuto (SLM) , usando relaciones de aire-propano de aproximadamente 15 a 25. Los revestimientos satisfactorios requieren controlar la distancia del quemador al panel a aproximadamente 10-50 mm cuando se usa un quemador lineal. [0008] Las tipicas condiciones del proceso para peliculas satisfactorias usaban un flujo de aire quemador de aproximadamente 225 SLM, una relacion de aire-propano de aproximadamente 1º , una distancia del quemador al panel de 35 mm y una velocidad del sustrato de vidrio de aproximadamente 50 mm/sec. [0009] La Fig. 1 es una vista simplificada de un sistema 100 que incluye un quemador lineal usado para llevar a cabo la deposicion por combustion. Un gas de combustion 102 (p. ej., gas de combustion de aire propano) se suministra en el sistema 100, ya que es un precursor adecuado 104 (p. ej., mediante un mecanismo de insercion 106, ejemplos que se indican en mayor detalle a continuacion) .

Tiene lugar una nebulizacion precursora (108) y una evaporacion del precursor al menos parcial (110) en el sistema 100 y asimismo, tambien puede darse externa al sistema 100. El precursor podria haberse distribuido como vapor reduciendo o incluso eliminado la necesidad de nebulizacion. La llama 18 puede considerarse como que incluye multiples areas. Dichas areas se corresponden con un area de reaccion quimica 112 (p.ej., donde puede darse reduccion, oxidacion y/o similares) , un area de nucleacion 114, un area de coagulacion 116 y un area de aglomeracion 118. Por supuesto, se entendera que estas areas de ejemplo no estan separadas y que uno o mas de los procesos anteriores pueden empezar, continuar y/o terminar a traves de una o mas de las otras areas. [0010] La materia particulada comienza a formarse en la llama 18 y se mueve hacia abajo hacia la superficie 26 del sustrato 22 que ha de revestirse, lo que da lugar a un crecimiento de la pelicula 120.

Como se podra observar a partir de la Fig. 1, el material quemado comprende material no vaporizado (p. ej., materia particulada) , que tambien esta al menos parcialmente en forma particulada cuando entra en contacto con el sustrato 22. Con el fin de depositar el revestimiento, el sustrato 22 puede moverse (p. ej., en la direccion del vector de velocidad) . Por supuesto, se entendera que la presente invencion no esta limitada a cualquier vector de velocidad concreto y que otros modos de realizacion de ejemplo pueden suponer el uso de multiples sistemas 100 para revestir diferentes partes del

sustrato 22, pueden suponer mover un unico sistema 100 aunque se mantenga el sustrato en una posicion fija, etc. El quemador 110 esta aproximadamente a 10-50 mm de la superficie 26 del sustrato 22 que ha de revestirse. [0011] Al usar las tecnicas anteriores, el inventor de la aplicacion instantanea era capaz de producir revestimientos que presentaban un cambio de porcentaje en la ganancia de Tvis del 1, º 6 % sobre el

espectro visible cuando se revestia en un unico lado del vidrio flotante claro. El cambio de porcentaje en la ganancia de Tvis puede deberse en parte a alguna combinacion de aumentos en la rugosidad de la superficie y la incorporacion de aire en la pelicula que da como resultado un menor indice eficaz de refraccion. [0012] Aunque un cambio de porcentaje en la ganancia de Tvis de aproximadamente el 2 % tiene ventajas, existe la posibilidad de mejoras adicionales. Por ejemplo, el modelado optico de estas capas sugiere que un indice de refraccion de aproximadamente 1, 33 para revestimientos que tienen un grosor de 100 nm aproximadamente deberia tener como resultado un cambio de porcentaje en la ganancia de Tvis de aproximadamente un 3, 0-3, 5 %. El indice de refraccion de la densidad aparente (p. ej., sin o casi sin incorporacion de aire) tiene un valor nominal de entre aproximadamente 1, 45-1, 5.

Ademas, seria recomendable aproximar las propiedades obtenidas mediante tecnicas sol-gel. Se ha hallado que revestimientos derivados de sol-gel de oxidos metalicos (p. ej., oxido de silicio) proporcionan un aumento en la transmision de un valor nominal... [Seguir leyendo]

1. Un metodo para formar un revestimiento en un sustrato de vidrio usando una deposicion por combustion, metodo que comprende: proporcionar un sustrato de vidrio que tiene al menos una superficie que ha de revestirse;

elegir un reactivo, reactivo que se elige de forma que al menos una parte del reactivo se usa en la formacion del revestimiento; introducir un primer precursor para quemarse con una primera llama; quemar al menos una parte del reactivo y del primer precursor para formar un primer material quemado, primer material quemado que comprende material no vaporizado;

proporcionar el sustrato de vidrio en una primera area para que el sustrato de vidrio se caliente lo suficiente con el fin de permitir que el primer material quemado forme un primer crecimiento directa o indirectamente en el sustrato de vidrio; introducir un segundo precursor que ha de quemarse mediante una segunda llama; quemar al menos una parte del reactivo y del segundo precursor para formar un segundo material quemado, segundo material quemado que comprende material no vaporizado; y proporcionar el sustrato de vidrio en una segunda area de forma que el sustrato de vidrio se caliente lo suficiente con el fin de permitir que el segundo material quemado forme un segundo crecimiento directa o indirectamente en o sobre el primer crecimiento, donde el revestimiento comprende al menos el primer y segundo crecimiento, donde la concentracion del segundo precursor es aproximadamente 3 o 4 veces mayor que la concentracion del primer precursor y donde las condiciones del proceso incluyen una temperatura de la llama de entre aproximadamente 1000 a 1400 DC para que el primer crecimiento tenga una pequena distribucion del tamano de las particulas de nucleacion y el segundo crecimiento tenga una mayor distribucion del tamano de las nanoparticulas aglomeradas, donde el revestimiento comprende un oxido de silicio, donde el primer crecimiento tiene una media de distribucion de tamano de las particulas menor que 10 nm y produciria una pelicula que tiene un indice de refraccion de entre 1, 431, 46 si se revistiera de forma independiente, y

donde el segundo crecimiento tiene una media de distribucion de tamano de las particulas de entre 10-150 nm y produciria una pelicula que tiene un indice de refraccion de entre 1, 25-1, 42 si se revistiera de forma independiente.

2. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el revestimiento aumenta la transmision visible del sustrato de vidrio en al menos un 2, 0 %.

3. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el revestimiento aumenta la transmision visible del sustrato de vidrio entre un 3, 0-3, 25 %.

4. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que presenta ademas un primer y segundo quemador para proporcionar respectivamente la primera y segunda llama.

5. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que consiste ademas en depositar uno o mas 40 crecimientos adicionales, crecimientos adicionales que se realizan con una pequena distribucion de tamano de las particulas de nucleacion y una mayor distribucion de tamano de las nanoparticulas aglomeradas.

6. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que consiste ademas en pasar el sustrato debajo de la primera y/o segunda llama al menos dos veces para formar un revestimiento que comprende multiples crecimientos y en el que los multiples crecimientos alternan una pequena distribucion de tamano de las particulas de nucleacion y una mayor distribucion de tamano de las nanoparticulas aglomeradas.

7. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que consiste ademas en depositar al menos un revestimiento adicional mediante deposicion por combustion en una segunda superficie del 10 sustrato de vidrio.

8. Un articulo revestido que incluye un revestimiento soportado por un sustrato de vidrio, revestimiento que comprende: al menos dos crecimientos depositados mediante deposicion por combustion que se han dispuesto de forma que los crecimientos comprenden de forma colectiva una pequena distribucion de tamano de las particulas de nucleacion alternando con una mayor

distribucion de tamano de las nanoparticulas aglomeradas, en el que al menos dos crecimientos depositados mediante deposicion por combustion estan dispuestos de manera mixta o graduada y forman de manera colectiva una matriz de oxido metalico que incluye nanoparticulas, nanoparticulas que estan incluidas en la misma in situ y en el que el revestimiento aumenta la transmision visible del sustrato de vidrio en al menos aproximadamente un 2, 0 %, en el que el

revestimiento comprende un oxido de silicio, en el que el primer crecimiento tiene una media de distribucion de tamano de las particulas menor que aproximadamente 10 nm y produciria una pelicula que tiene un indice de refraccion de entre aproximadamente 1, 43-1, 46 si se revistiera de forma independiente y en el que el segundo crecimiento tiene una media de distribucion del tamano de las particulas de entre aproximadamente 10-150 nm y produciria una pelicula que tiene un indice de refraccion de entre aproximadamente 1, 25-1, 42 si se revistiera de forma independiente.

Veºocidad deº vidrio Veºocidad deº vidrio

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