專利名稱：一種高效增透減反玻璃的制備方法
技術領域：
本發明屬于太陽能電池用光伏玻璃領域，特別是一種高效增透減反玻璃的制備方法。
背景技術：
世界范圍內的能源緊張和環保壓力極大地促進了人們對太陽能光伏組件技術的研發、應用。隨著人們對太陽能電池光伏組件的不斷優化，太陽能光伏組件中晶體硅或薄膜太陽能電池片的轉化效率已接近極限值，繼續依靠提高電池片本身效率來提高電池片效率來提高光伏組件實際輸出功率變得十分困難，但是可以通過增加光強度等其他方式來提高效率。目前所用的超白光伏玻璃在可見光波段具有較高的透過率，其透過率在91. 5%左右， 但是由于光伏玻璃與空氣之間的折射率差異，光伏玻璃對可見光仍存在約8%左右的反射， 這8%左右的光能造成太陽能轉化效率的偏低，使用成本增加，因此，提高這8%左右光能的利用率意義重大，通常在光伏玻璃表面鍍制一層或多層減反增透膜可以有效提高光的透過率，從而提高太陽能電池光伏組件的輸出功率。據歐洲研究機構測試，如果太陽能玻璃透過率增加5%，太陽能平板集熱器的效率將會提高6-10%，光伏太陽能電池的光電轉換效率將提高3-6%。目前，用來生產光伏玻璃用減反增透膜的主要技術有化學腐蝕法、溶膠凝膠法、 磁控濺射法、美國專利US4019884公開了一種美國Coning公司在玻璃表面經化學蝕刻制備減反射膜的技術，可將玻璃表面反射率降低到O. 5%、另外，美國專利US45355026公開了在基片上先沉積一層SiO2薄膜，然后采用化學刻蝕形成孔洞從而實現減反射的效果，丹麥 SurarcTechnologyA/S公司利用該方法在光伏玻璃兩面實現透過率增加5%的光學減反射膜。但是，化學腐蝕法的工藝復雜，成本高，并且使用的是易污染環境的氫氟酸類化學試劑。溶膠凝膠法也是一種制備氧化硅減反射膜比較成熟的技術，公開號為CN1263354A 的中國專利申請中通過向二氧化硅納米顆粒交聯網絡或顆粒網絡中滲入有機添加劑和硅烷偶聯劑，利用酸堿兩步法制備出了減反射涂層；專利ZL200510016828. 7的中國發明專利公開了一種以無機酸為催化劑，在異丙醇中共水解鈦酸酯、硅酸酯和硅烷偶聯劑獲得溶膠， 經涂膜得到減反射涂層。溶膠凝膠法存在薄膜的折射率控制不準，結合力差，薄膜易脫落和性能衰減等缺陷。因此，增透減反膜技術的進一步研發顯得十分必要和迫切。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高效增透減反玻璃的制備方法，本方法既增強了薄膜與襯底之間的結合力、又顯著提高了增透效果。一種高效增透減反玻璃的制備方法，其特征在于，包括下列步驟
(O制備二氧化硅納米顆粒分散液原料按摩爾比計，硅源去離子水催化劑溶劑 =1 :0. 05 10 0.01 10 :10 300，先將去離子水、催化劑、溶劑混合，加熱并勻速攪拌， 加熱至20 50°C，加入硅源并保持恒溫勻速攪拌2 40小時，得到二氧化硅納米顆粒分散液；
(2)以聚苯乙烯乳膠球作為模板與步驟(I)中得到的二氧化硅納米顆粒分散液按體積比為1:5 5:1混合，得到共混溶液；
(3)涂膜將步驟(2)中得到的共混溶液涂覆于光伏玻璃基板表面；
(4)膜層強化處理將涂膜的光伏玻璃基板置于300 700°C溫度條件下燒結5 30 分鐘，得到高效增透減反玻璃。所述硅源為正硅酸乙酯(TEOS)或正硅酸甲酯(TMOS)中的一種或兩種混合物，所述催化劑為鹽酸、氨水或氫氧化鈉中的一種或幾種混合物，所述溶劑為乙醇、甲醇、丙醇、乙二醇中的一種或幾種混合物。步驟(2)中所述聚苯乙烯乳膠球的直徑為10 200nm。步驟(3)中所述的涂膜為浸潰提拉、旋涂、輥涂或噴涂。與現有技術相比，本發明的有益效果是通過控制合理的熱處理溫度及時間燒結薄膜，增強減反膜與襯底之間的結合力，提高了薄膜的耐久性；通過控制聚苯乙烯球模板的直徑及混合比例精確控制了膜層的孔隙率及孔洞大小，從而精確調節了薄膜的折射率，使得增透效果明顯；同時本發明制作工藝簡單、成本低、適合工業化批量生產。
圖I為實施例I中增透減反玻璃的掃描電鏡圖2為實施例I中增透減反玻璃增透效果對比曲線圖。
具體實施例方式實施例I :
將O. 12mol水、O. 04mol氨水和3mol無水乙醇混合攪拌加熱，待溫度達到設定溫度 350C，加入O. 04mol正硅酸乙酯，保持恒溫，持續攪拌21小時，得到二氧化硅納米顆粒分散液，然后將直徑為105nm的聚苯乙烯乳膠球緩慢加入二氧化硅納米顆粒分散液中并攪拌， 體積比為2. 6:1，得到共混溶液，待用。在清洗干凈的光伏玻璃表面利用輥涂法進行鍍膜，得到透明薄膜。將鍍完膜的光伏玻璃置于500°C溫度條件下燒結處理18分鐘，得到高效增透減反射玻璃。圖I顯示所制得的薄膜是具有多孔空洞形貌的二氧化硅薄膜，膜層折射率得到控制；分析圖2，我們發現減反玻璃透過率增加3%，具有明顯的廣譜增透效果。實施例2:
將O. 4mol水、O. 4mol鹽酸和12mol乙二醇混合攪拌加熱，待溫度達到設定溫度20°C， 加入O. 04mol正硅酸甲酯，保持恒溫，持續攪拌2小時，得到二氧化硅納米顆粒分散液，然后將直徑為IOnm的聚苯乙烯乳膠球緩慢加入二氧化硅納米顆粒分散液中并攪拌，體積比為 1:5，得到共混溶液，待用。在清洗干凈的光伏玻璃表面利用輥涂法進行鍍膜，得到透明薄膜。將鍍完膜的光伏玻璃置于70(TC溫度條件下燒結處理5分鐘，得到高效增透減反射玻璃，經檢測，減反玻璃透過率增加2. 6%。實施例3:將O. 004mol水、O. 002mol氫氧化鈉和O. 4mol丙醇混合攪拌加熱，待溫度達到設定溫度50°C，加入O. 04mol正硅酸甲酯，保持恒溫，持續攪拌40小時，得到二氧化硅納米顆粒分散液，然后將直徑為200nm的聚苯乙烯乳膠球緩慢加入二氧化硅納米顆粒分散液中并攪拌，體積比為5:1，得到共混溶液，待用。在清洗干凈的光伏玻璃表面利用噴涂法進行鍍膜，得到透明薄膜。將鍍完膜的光伏玻璃置于30(TC溫度條件下燒結處理30分鐘，得到高效增透減反射玻璃，經檢測，減反玻璃透過率增加2. 5%。實施例4:
將O. 2mol水、O. 2mol氨水和6. 2mol甲醇混合攪拌加熱，待溫度達到設定溫度30°C， 加入O. 04mol正硅酸甲酯，保持恒溫，持續攪拌10小時，得到二氧化硅納米顆粒分散液，然后將直徑為80nm的聚苯乙烯乳膠球緩慢加入二氧化硅納米顆粒分散液中并攪拌，體積比為1:1，得到共混溶液，待用。在清洗干凈的光伏玻璃表面利用浸潰提拉進行鍍膜，得到透明薄膜。將鍍完膜的光伏玻璃置于610°C溫度條件下燒結處理15分鐘，得到高效增透減反射玻璃，經檢測，減反玻璃透過率增加2. 8%。實施例5:
將O. 04mol水、O. 02mol氨水、2mol乙醇和Imol丙醇混合攪拌加熱,待溫度達到設定溫度28°C，加入O. 04mol正硅酸甲酯，保持恒溫，持續攪拌6小時，得到二氧化硅納米顆粒分散液，然后將直徑為150nm的聚苯乙烯乳膠球緩慢加入二氧化硅納米顆粒分散液中并攪拌，體積比為2:3，得到共混溶液，待用。在清洗干凈的光伏玻璃表面利用旋涂法進行鍍膜，得到透明薄膜。將鍍完膜的光伏玻璃置于480°C溫度條件下燒結處理23分鐘，得到高效增透減反射玻璃，經檢測，減反玻璃透過率增加2. 9%。上述實施例僅是本發明的較佳實施方式，詳細說明了本發明的技術構思和實施要點，并非是對本發明的保護范圍進行限制，凡根據本發明精神實質所作的任何簡單修改及等效結構變換或修飾，均應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種高效增透減反玻璃的制備方法，其特征在于，包括下列步驟(1)制備二氧化硅納米顆粒分散液原料按摩爾比計，硅源去離子水催化劑溶劑 =1 0.05 10 0.01 10 :10 300，先將去離子水、催化劑、溶劑混合，加熱并勻速攪拌， 加熱至20 50°C，加入硅源并保持恒溫勻速攪拌2 40小時，得到二氧化硅納米顆粒分散液；(2)以聚苯乙烯乳膠球作為模板與步驟(I)中得到的二氧化硅納米顆粒分散液按體積比為1:5 5:1混合，得到共混溶液；(3)涂膜將步驟(2)中得到的共混溶液涂覆于光伏玻璃基板表面；(4)膜層強化處理將涂膜的光伏玻璃基板置于300 70(TC溫度條件下燒結5 30 分鐘，得到高效增透減反玻璃。
2.根據權利要求I所述的一種高效增透減反玻璃的制備方法，其特征在于，所述硅源為正硅酸乙酯或正硅酸甲酯中的一種或兩種混合物，所述催化劑為鹽酸、氨水或氫氧化鈉中的一種或幾種混合物，所述溶劑為乙醇、甲醇、丙醇、乙二醇中的一種或幾種混合物。
3.根據權利要求I所述的一種高效增透減反玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述聚苯乙烯乳膠球的直徑為10 200nm。
4.根據權利要求I所述的一種高效增透減反玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述的涂膜為浸潰提拉、旋涂、輥涂或噴涂。
全文摘要
本發明公開一種高效增透減反玻璃的制備方法，包括下列步驟(1)原料按摩爾比計，硅源去離子水催化劑溶劑=10.05～100.01～1010～300，先將去離子水、催化劑、溶劑混合，加熱并勻速攪拌，加熱至20～50℃，加入硅源并保持恒溫勻速攪拌2～40小時，得到二氧化硅納米顆粒分散液；(2)以聚苯乙烯乳膠球作為模板與步驟(1)中得到的二氧化硅納米顆粒分散液按體積比為1:5～5:1混合，得到共混溶液；(3)將步驟(2)中得到的共混溶液涂覆于光伏玻璃基板表面；(4)將涂膜的光伏玻璃基板置于300～700℃溫度條件下燒結處理5～30分鐘，得到高效增透減反玻璃；本發明不僅增強了減反膜與襯底之間的結合力，提高了薄膜的耐久性；而且通過控制聚苯乙烯球模板的直徑及混合比例，精確調節了薄膜的折射率，使得增透效果明顯。
文檔編號C03C17/23GK102584024SQ20121001683
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者單傳麗, 張家林, 彭壽, 彭程, 王東, 王蕓, 甘治平, 石麗芬, 鄒上榮, 金良茂 申請人:中國建材國際工程集團有限公司, 蚌埠玻璃工業設計研究院