[发明专利]一种用于光伏玻璃的高透光率疏水涂膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于光伏玻璃的高透光率疏水涂膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将硅源与有机溶剂混合，在酸催化进行一次溶胶凝胶反应得到混合溶胶A；(2)向混合溶胶A中加入有机硅氧烷和表面活性剂，搅拌下进行二次溶胶凝胶反应得到混合溶胶B；(3)陈化混合溶胶B，再涂覆、热处理即得到所述疏水涂膜。本发明通过两步溶胶凝胶法和优选的有机溶剂制备涂膜前驱体(即混合溶胶B)，涂覆后得到的薄膜具有高疏水性且透光率高，还具有防雾性能，可以提高太阳能光伏玻璃的透光率，并提高太阳能电池的光电转换效率。

技术领域

本发明属于涂层材料领域，尤其涉及一种用于光伏玻璃的涂膜的制备方法。

背景技术

太阳能是现在及未来最清洁、安全和可靠的能源之一。随着世界范围内石油、煤炭等传统能源供应的持续紧张，太阳能的高效利用显得极为重要。我国光照资源充沛，相关应用技术比较成熟，很大程度的满足了现在以及未来的能源需求。当前，我国太阳能产品的年产量约占全球45％左右，是世界上最大的太阳能产品生产国及出口国，产品主要包括高纯多晶硅、太阳能电池、太阳能电池组件等。目前，太阳能的利用主要有太阳能光热转换和光伏转换两种方式，而光热转换组件和光伏发电组件都需要用光伏玻璃封装。光伏玻璃的作用主要是封装保护和固定支撑(盖板光伏玻璃，如超白压延玻璃)、传递和控制光线(透明光伏玻璃，如ITO镀膜玻璃)和传输光伏转换电流(聚光组件光伏玻璃，如抛物面反光玻璃)等。要提高太阳能电池的转换效率，必须要提高光伏玻璃的透光率，因此需要在光伏玻璃表面镀一层膜，使其能够减少太阳光在玻璃表面的反射，即增加玻璃的透过率。

太阳能装置在长时间工作过程中，会一直受到阳光曝晒、风雪侵袭、有害气体腐蚀、灰尘冲击等不利因素的影响，而且太阳能装置经常在湿工况下进行工作，如热空气流经转换组件时，会导致大量水分在组件表面冷凝。由于太阳能转换组件之间排列距离很小，冷凝的水珠很难排除，凝结水越积越多从而形成较厚的水膜，不仅导致光伏玻璃的透光率和光通量较快地降低，而且会缩短其使用寿命。因此，需要对光伏玻璃进行表面处理。

目前，最有发展前景和性价比最高的方法是在光伏玻璃表面涂覆一层高透光率的疏水涂膜，其不仅可以保护光伏玻璃免受各种外源因素的侵害，而且能够尽快疏导凝结水，使其不滞留在组件片间。目前所用到的涂膜在透光率、疏水性方面的效果有待进一步提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种用于光伏玻璃的高透光率疏水涂膜的制备方法，该涂膜具有优异的疏水性且透光率高，还具有防雾性能。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于光伏玻璃的高透光率疏水涂膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硅源与有机溶剂混合，在酸催化进行一次溶胶凝胶反应得到混合溶胶A；上述酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲酸和乙酸中的一种或几种；

(2)向混合溶胶A中加入有机硅氧烷和表面活性剂(如果需要，还要补充加入有机溶剂)，搅拌下进行二次溶胶凝胶反应得到混合溶胶B；

(3)陈化混合溶胶B，再涂覆、热处理即得到所述疏水涂膜。上述涂覆方式可以采用旋涂、辊涂、喷涂、刷涂或浸渍提拉法涂覆。

上述制备方法中，优选的，所述硅烷为正硅酸甲酯和/或正硅酸乙酯。

上述制备方法中，优选的，所述的有机溶剂为无水乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇丁醚、乙二醇二丁醚和乙酸乙酯中的一种或多种。有机溶剂的使用可以使膜层在热处理后具有更高的孔隙率，从而具有更高的透光率。本实施例中，优选的有机溶剂的用量与硅源的用量需要得到合理的控制，我们研究表明，控制硅源与有机溶剂的摩尔比为1：(8-10)，更优选的，控制硅源与有机溶剂的摩尔比为1：10。上述摩尔比的控制对混合溶胶A粒径性质有较大的影响，最终得到的疏水涂膜的疏水性和透光率高。