RPS-SONIC: Ein Maßstab für die Industrialisierung des Ultraschallzerstäubungssprühens von TCO-Dünnschichten

Im Zuge der Industrialisierung der TCO-Technologie zur Herstellung transparenter leitfähiger Filme hat RPS-SONIC mit seiner gezielten Technologieforschung und -entwicklung und seinem szenariobasierten Design seine Ultraschallzerstäubungssprühgeräte zu einer zentralen Wahl für die Ausrüstung in den Bereichen Photovoltaik, Displays und Baugewerbe gemacht. Es erfüllt nicht nur die Kernanforderungen der Branche nach „hoher Lichtdurchlässigkeit, niedrigem Schichtwiderstand und umweltfreundlicher Effizienz“, sondern fördert durch präzise Parametersteuerung und stabilen Betrieb auch den Übergang der TCO-Dünnfilmherstellung vom Labor zur Großproduktion.

RPS-SONIC-Ultraschallzerstäubungssprühgeräte, die auf der Hochfrequenz-Vibrationszerstäubungstechnologie basieren, haben eine differenzierte Produktmatrix für die Anforderungen der TCO-Dünnschichtvorbereitung gebildet, wobei ihre technologischen Kernmerkmale eine besonders hervorragende Anpassungsfähigkeit an die TCO-Vorbereitung aufweisen. Das Gerät verwendet hauptsächlich zwei Hochfrequenz-Vibrationsschemata: 40 kHz und 60 kHz. Unter anderem kann die fokussierte 40-kHz-Ultraschallzerstäubungsdüse durch ein spezielles verengtes Strömungskanaldesign dafür sorgen, dass sich das Trägergas gleichmäßig sammelt und die TCO-Vorläuferlösung (wie ITO, AZO, FTO-Sol) in gleichmäßige Tröpfchen von 15 - 40 μm zerstäubt. Der Gleichmäßigkeitsfehler der Tröpfchenverteilung wird innerhalb von ±3 % kontrolliert, was perfekt den genauen Dickenanforderungen von TCO-Filmen von 10 nm bis 500 nm entspricht. Für niedrigviskose (0 cps) TCO-Vorläuferlösungen erreicht das Gerät eine präzise Durchflusskontrolle von 0,5–20 ml/min. In Kombination mit einer einstellbaren Sprühhöhe von 30–80 mm und einem Niederdruck-Strömungsführungsdesign von 0,5 MPa werden die Tröpfchenspritzerprobleme beim herkömmlichen Drucksprühen vermieden und gleichzeitig eine dichte Ablagerung der Tröpfchen auf der Substratoberfläche gewährleistet. Dies führt dazu, dass die Schwankungen des TCO-Folienschichtwiderstands innerhalb von ±5 % kontrolliert werden und die Durchlässigkeit für sichtbares Licht bei 85 %–95 % stabilisiert wird, wodurch die Leistungsanforderungen von High-End-Anwendungen wie Photovoltaikzellen und flexiblen Displays vollständig erfüllt werden.

Aufbauend auf den Kernvorteilen der TCO-Filmvorbereitung steigert RPS-SONIC den industriellen Wert der Ultraschallzerstäubungstechnologie weiter. Erstens bietet die Ausrüstung erhebliche Vorteile bei der Materialausnutzung und Kostenkontrolle. Durch „drucklose Zerstäubung“ und gezieltes Sprühdesign erreicht die Ausnutzungsrate der TCO-Vorläuferlösung bis zu 90 %, wodurch über 80 % des Materialverbrauchs im Vergleich zu herkömmlichen Magnetron-Sputterverfahren eingespart werden. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von ITO-Dünnfilmen von Vorteil, wo Indiumressourcen knapp sind, da es den Edelmetallverlust erheblich reduziert und dadurch die Produktionskosten für Unternehmen senkt. Zweitens weist es eine äußerst gute Untergrundverträglichkeit auf. Die Ausrüstung verbraucht während der Zerstäubung eine sehr geringe kinetische Energie der Tröpfchen, was einen typischen Herstellungsprozess bei niedrigen Temperaturen darstellt. Dadurch eignet es sich nicht nur für starre Substrate wie Glas und Siliziumwafer, sondern auch für flexible Substrate wie PET und PI. Dies löst die Schwachstellen herkömmlicher Prozesse bei der Herstellung flexibler TCO-Dünnschichten, die leicht zu Substratverformungen und Leistungseinbußen führen, und bietet eine zuverlässige Lösung für die TCO-Dünnschichtproduktion in Bereichen wie flexiblen OLED-Displays und tragbaren Geräten. Drittens kombiniert es Skalierbarkeit und Stabilität. Das Gerät unterstützt Mehrfachdüsenanordnungen mit einer einzelnen Sprühbreite von 1-3 Metern. In Kombination mit einem einstellbaren Leistungsdesign von 10 {18}}100 W kann es den Anforderungen der Forschung und Entwicklung kleiner Stückzahlen in Labors sowie der Großserienproduktion von Großgeräten wie Photovoltaikmodulen und Architekturglas gerecht werden. Darüber hinaus verfügt die Anlage über keine beweglichen Teile, die einem Verschleiß unterliegen, und die Düsen sind weniger anfällig für Verstopfungen, was Produktionsausfallzeiten reduziert und die Stabilität der kontinuierlichen Produktion gewährleistet.

Im Hinblick auf die industrielle Anwendung haben die RPS-SONIC-Ultraschallzerstäubungssprühgeräte mehrere Benchmark-Fälle im Bereich der TCO-Dünnschichtvorbereitung etabliert. In der Photovoltaikindustrie werden seine Geräte zum Aufsprühen der transparenten leitfähigen AZO/TCO-Schicht von Perowskit-Solarzellen verwendet. Durch die präzise Steuerung der Tröpfchengröße und der Abscheidungsrate wird die photoelektrische Umwandlungseffizienz der Zellen um 2-3 Prozentpunkte verbessert. Derzeit ist das Unternehmen in die 1-GW-Perowskit--Silizium-Heterojunction-Tandemzellen-Pilotlinie eines führenden inländischen Photovoltaikunternehmens eingestiegen und trägt so zur Massenproduktion im großen Maßstab bei. Im Displaybereich kann die Ausrüstung bei der Vorbereitung von ITO/PET-Verbundfolien für flexible OLED-Bildschirme weiterhin sicherstellen, dass die Änderungsrate des Schichtwiderstands der TCO-Folie weniger als 10 % beträgt und die Lichtdurchlässigkeit auf einem flexiblen Substrat mit einem Biegeradius von 5 mm über 92 % bleibt.

Dies hilft nachgelagerten Herstellern, die Ausbeute an flexiblen Bildschirmen von 75 % bei herkömmlichen Verfahren auf 88 % zu steigern und wird so zu einer Kernausrüstungsunterstützung für die Industriekette der flexiblen Displays. Im Bereich Architektur-Smart-Glas wird die Anlage zum Aufsprühen transparenter leitfähiger AZO-Filme für elektrochromes Glas verwendet, wobei eine Dickenfehlerkontrolle von ±2 nm erreicht wird. Dies führt zu einer elektrochromen Reaktionsgeschwindigkeit von kleiner oder gleich 10 Sekunden und einer Lebensdauer von über 100.000 Zyklen. Gleichzeitig gewährleisten die hohe Lichtdurchlässigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Folie den langfristigen stabilen Betrieb des Smart Glass und wurden bei der Herstellung intelligenter Fenster in vielen High-End-Bauprojekten im In- und Ausland eingesetzt. Darüber hinaus zeichnet sich die Ausrüstung von Hangzhou Gonglu durch eine außergewöhnliche Vielseitigkeit aus und ermöglicht nicht nur die herkömmliche Herstellung von TCO-Dünnschichten, sondern auch das Verbundsprühen funktioneller Schichten wie Antibeschlag- und Korrosionsschutzbeschichtungen mit TCO-Schichten. Beispielsweise kann es gleichzeitig eine transparente leitfähige FTO-Schicht und eine Antifouling-Beschichtung auf die Oberfläche von Photovoltaikglas sprühen und so die Gesamtleistung des Geräts weiter verbessern. Mit der Förderung indiumfreier TCO-Materialien (wie AZO und GZO) und der Integration der visuellen KI-Inspektionstechnologie wird erwartet, dass die Ausrüstung von Hangzhou Gonglu in Zukunft noch höhere Leistungsziele erreichen wird, darunter eine Lichtdurchlässigkeit von über 98 % und einen Schichtwiderstand unter 5 Ω/□, was die Ökologisierung und Verfeinerung der TCO-Dünnschichtvorbereitungstechnologie kontinuierlich vorantreibt.

Als industrieller Maßstab auf dem Gebiet des Ultraschallzerstäubungsspritzens bieten RPS-SONIC-Geräte mit ihrer präzisen Parametersteuerung, ihrem stabilen Betrieb und ihrer breiten Anwendungsanpassungsfähigkeit eine zentrale Unterstützung für die groß angelegte, hochwertige-Produktion transparenter leitfähiger TCO-Filme. Seine technischen Lösungen erfüllen nicht nur die aktuellen Entwicklungsbedürfnisse der optoelektronischen Industrie, sondern werden in Zukunft auch eine entscheidende Rolle bei der technologischen Innovation in aufstrebenden Bereichen wie flexibler Elektronik und neuer Energie spielen.