本發明屬于用疏水改性劑改性制備疏水SiO2增透膜技術領域,具體涉及用一種疏水SiO2增透膜的制備方法。
背景技術:
增透膜因為能有效地提高光的利用率廣泛地應用在太陽能電池等光伏器件上。其中,溶膠-凝膠法制備的SiO2增透膜其具有操作簡易高效和孔隙尺寸可控等優點受到越來越多的關注。通常的溶膠-凝膠法SiO2增透膜主要是采用正硅酸乙酯為硅源,堿催化條件下制備的多孔薄膜,其是由球狀的SiO2粒子在光伏玻璃上隨機堆積而成的,SiO2粒子內部和粒子之間存在著大量的孔隙,因此有較低的折射率。但是水解的SiO2粒子上面含有大量的親水基團羥基,容易吸收環境中的水分,最終會導致增透膜光學性能下降。有機-無機雜化法是提高SiO2增透膜疏水性的有效方法之一,目前使用辛基三乙氧基硅烷與正硅酸乙酯來制備疏水的SiO2增透膜的方法未見報道。
耐磨及超疏水的寬光譜增透膜涂層的制備方法(專利號:201310389426.6)公開將十六烷基三甲基溴化銨、氨水、無水乙醇和正硅酸乙酯在室溫下反應,得到SiO2硅溶液,采用浸漬-提拉法進行鍍膜,鍍膜干燥后采用全氟辛基三乙氧基硅烷對增透涂層進行疏水化修飾。而本發明是直接將正硅酸乙酯、辛基三乙氧基硅烷、無水乙醇和氨水按一定質量比混合后對基片鍍膜。這種方法,較于前者,改性過程更直接和簡便,一鍋法即可完成,無需后續改性。
技術實現要素:
本發明的目的旨在提供一種疏水SiO2增透膜的制備方法,提高其光學穩定性并能拓寬其在戶外的使用范圍,解決了現有技術中溶膠-凝膠法制備的SiO2增透膜中由于SiO2粒子上面含有大量的親水基團羥基容易吸收環境中的水分,最終導致增透膜光學性能下降的問題。
為了實現上述目的,本發明的技術方案是:
一種疏水SiO2增透膜的制備方法的具體步驟如下:
(1)溶膠的制備:將無機前驅體正硅酸乙酯、有機前驅體辛基三乙氧基硅烷、無水乙醇、氨水按質量比為11.0-15.6:1-8:130-200:3.6-6.6混合,在25-50℃磁力攪拌0.5-12 h,然后裝在密閉的玻璃容器中陳化3-30天。
(2)對清洗干凈的玻璃基片用浸漬-提拉法進行鍍膜,鍍制的膜片無需進一步烘干就可使用。
只需將辛基三乙氧基硅烷與正硅酸乙酯混合制備溶膠,就能將親水的SiO2增透膜轉變為疏水,增加增透膜在戶外的使用壽命,并且能保持著高透過率。
本發明的顯著優點:傳統的溶膠-凝膠法SiO2增透膜主要是采用正硅酸乙酯為硅源,堿催化條件下制備的多孔薄膜,其是由球狀的SiO2粒子在光伏玻璃上隨機堆積而成的,SiO2粒子內部和粒子之間存在著大量的孔隙,因此有較低的折射率,但是水解的SiO2粒子上面含有大量的親水基團羥基,容易吸收環境中的水分,最終導致增透膜光學性能下降。本發明采用有機-無機雜化法來提高SiO2增透膜疏水性,用疏水改性劑改性制備疏水SiO2增透膜,其過程簡單高效,能有效提高SiO2增透膜疏水性和光學穩定性。
附圖說明
圖1為不同質量比的原料下SiO2增透膜的接觸角圖。
具體實施方式
本發明用下列實施例來進一步說明本發明,但本發明的保護范圍不限于下列實施例。
對比例1
(1)將無機前驅體正硅酸乙酯、有機前驅體正辛基三乙氧基硅烷、無水乙醇、氨水按質量比為15.6:0:130:3.6混合,在25℃磁力攪拌下2 h,然后裝在密閉的玻璃容器中陳化9天。
(2)將清洗干凈的玻璃基片以100 mm/min的提拉速度進行鍍膜。
所得增透膜接觸角為33°。
實施例1
(1)將無機前驅體正硅酸乙酯、有機前驅體正辛基三乙氧基硅烷、無水乙醇、氨水按質量比為13:3.45:130:3.6混合,在25 ℃磁力攪拌下2 h,然后裝在密閉的玻璃容器中陳化9天。
(2)將清洗干凈的玻璃基片以100 mm/min的提拉速度進行鍍膜。
所得增透膜接觸角為103°。
實施例2
(1)將無機前驅體正硅酸乙酯、有機前驅體辛基三乙氧基硅烷、無水乙醇、氨水按質量比為11.12:5.92:130:3.6混合,在25 ℃磁力攪拌下2 h,然后裝在密閉的玻璃容器中陳化9天。
(2)將清洗干凈的玻璃基片以100 mm/min的提拉速度進行鍍膜。
所得增透膜接觸角為103°。
加了改性劑辛基三乙氧基硅烷后的SiO2增透膜,疏水性得到顯著地提高。
表1 不同質量比的原料下SiO2增透膜的中心波長和最大透過率
由表1可知,加了改性劑辛基三乙氧基硅烷后的SiO2增透膜,透過率有了顯著提高。
以上所述僅為本發明的較佳實施例,凡依本發明申請專利范圍所做二等均等變化與修飾,皆應屬本發明的涵蓋范圍。