[发明专利]一种太阳能光伏组件用减反射膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种太阳能光伏组件用减反射膜及其制备方法，所述薄膜材料由中空二氧化硅纳米微球(HSNs)、二氧化钛纳米(TiO2)粒子和酸性硅溶胶(ACSS)组成，酸性硅溶胶(ACSS)作粘合剂，HSNs@TiO2核壳粒子连续分布于ACSS中。将该减反射膜镀于太阳能光伏组件表面，可以减少光线在组件表面的反射，增加光线的透光率，另外可以提高减反射膜的机械性能。

技术领域

本发明属于太阳能光伏领域，尤其涉及一种增加透光率和机械强度的光伏组件用减反射膜及其制备方法。

背景技术

减反射膜作为太阳能光伏和太阳能热利用设备不可缺少的部分，可以有效地增强太阳光的透射率，提高光电转换和光热转换的效率。考虑到苛刻的应用环境和太阳能装置至少20年的使用寿命，高透射率的减反射膜也需要获得良好的机械性能，以延长其使用寿命。

目前以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或F127作致孔剂，酸催化溶胶-凝胶法制备的二氧化硅减反射膜随在宽波段范围内具有较高的透过率，但是这种具有开孔结构的表面易吸附污染物，导致减反射膜的折射率和透射率退化，并且使多孔膜的机械性能变差。以碱催化溶胶-凝胶法制备的闭孔二氧化硅减反射膜具有较高的透射率，并且避免了膜表面的水分吸附和毛细管冷凝，但由于中空粒子仅通过范德华力相互粘合并与基材粘合，通常具有较差的机械性能。通过将酸性硅溶胶与闭孔二氧化硅溶胶依次沉积在玻璃基质上可以适当改善上述减反射膜机械性能差的问题，但至少需要二次涂膜。所以，制备具有良好透过率和机械性能的减反射膜仍是一个挑战。

本发明同时利用酸性硅溶胶和中空二氧化硅溶胶配制镀膜液，并且在中空二氧化硅纳米微球表面沉积了一层二氧化钛纳米粒子，经一步旋涂法制备了透过率与机械性能兼备的减反射膜。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，旨在制备出能提供一种机械性能优异、透光率高、与基地结合紧密、成本低的光伏组件用减反射薄膜。

本发明的技术方案是：一种太阳能光伏组件用减反射膜，其特征在于，包括中空二氧化硅纳米微球粒子(HSNs)、酸性硅溶胶(ACSS)和二氧化钛(TiO2)纳米粒子，所述中空二氧化硅纳米微球粒子的粒径均一，二氧化钛纳米粒子包覆在中空二氧化硅纳米微球上(HSNs@TiO2)，HSNs@TiO2纳米粒子均匀分散于ACSS中；酸性硅溶胶作为粘合剂，并且可以提高减反射膜的机械性能；TiO2纳米粒子可以提高减反射膜的自清洁性和机械性能。

本发明的进一步技术方案是：一种太阳能光伏组件用减反射膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将模板剂溶于碱性催化剂中，制得溶液Ⅰ；将溶液Ⅰ缓慢加至有机溶剂中，制得溶液Ⅱ；将二氧化硅前驱体加至溶液Ⅱ，继续反应3～15h，制得碱性HSNs溶胶，将所述HSNs溶胶室温下除氨至溶液呈中性，最终制得HSNs溶胶；

其中模板剂：碱性催化剂：有机溶剂：二氧化硅前驱体摩尔比为1:74.8:823.5：2.0～30.0，所述HSNs溶胶中SiO2质量分数为0.5％～6.5％；

步骤二：将二氧化钛前驱体加至步骤一制得的HSNs溶胶，继续反应4-12h，制得HSNs@TiO2溶胶；所述硅：钛的摩尔比为11:1；

步骤三：将二氧化硅前驱体加至有机溶剂中并混合均匀，制得溶液Ⅲ；将酸性催化剂与共催化剂混合均匀并缓慢加至溶液Ⅲ中反应4～6h，制得酸性硅溶胶；

其中二氧化硅前驱体：有机溶剂：酸性催化剂：共催化剂的摩尔比为1:3.0～50.0:0.005:5.2；所述酸性硅溶胶中SiO2质量分数为2.0～12.0％；

步骤四：将步骤二制得的HSNs@TiO2溶胶和步骤三制得的酸性硅溶胶按质量比为1:1～10:1混合均匀，制得镀膜液；