[发明专利]一种碱性二氧化硅溶胶减反膜及其制备方法

说明书

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种碱性SiO₂溶胶减反膜及其制备方法。本发明采用溶胶‑凝胶法制备了碱催化的SiO₂溶胶，加入SiO₂颗粒并稀释，然后将其涂敷在玻璃基片上制备减反膜，采用沸水处理减反膜，其透光率可进一步增大，表现出优良的减反增透性能。此外，所述的碱催化的SiO₂溶胶还可以采用Pluronic F‑127进行改性，制得性能更佳的减反膜。本发明方法具有所需原料少、制备方法简单、设备简单和生产成本低、薄膜性能好且易于工业化生产等优点。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种碱性SiO₂溶胶减反膜及其制备方法。

背景技术

近些年来，由于国家对于绿色新能源的大力提倡，太阳能被视为最清洁环保的能源而被广泛运用于各个领域，太阳能光伏行业由此得到了迅速的发展，尤其是对太阳能电池的研究发展。由于太阳能电池转换效率低，这使新型减反射溶胶-凝胶涂料的开发成为研究的热门，SiO₂减反膜就是其中之一。减反膜又被称为增透膜，即可以在太阳能光伏玻璃上增加一层减反膜来减少反射光从而增加对太阳能的利用率。然而减反膜的结构多种多样，不同结构的减反膜也会有不同的减反效果，一些方面的性能也会存在差异。这几年减反膜结构的研究也有了许多突破，Yoshida等发现天蛾的翅膀上有突起的纳米点阵结构，并通过一系列的实验进一步证实了这样的点阵结构能起到明显的减反作用。

制备SiO₂减反膜的方法不断在创新，Thomas第一次通过溶胶-凝胶法制备出减反膜。随着对该方法和其他方法的不断研究，人们发现利用溶胶-凝胶法制备SiO₂减反膜的方法具有工艺要求低、过程容易控制、溶胶均匀等优点。这样制成的SiO₂减反膜虽然具有比较优良的光学性能，可并不具备疏水性，容易在空气中受潮而使其寿命变短，在一定程度上限制了该减反膜的应用，这就需要对减反膜进行改性，张晔等利用具有疏水基团的聚合物对碱性SiO₂溶胶进行疏水改性，工艺执行简便，同时改良后疏水能力明显提高，防潮能力强，也可以通过利用氨水和六甲基二氮硅烷热处理膜来达到此目的。由于太阳能设备通常被置于环境不好的户外或是屋顶，所以这就需要用于设备的减反膜要有良好的自洁能力，可用自洁功能好的TiO₂与SiO₂混合镀膜，进行结构性能上的优化。在材料上镀上减反膜后往往都需要进行干燥，干燥方式有许多，不同的干燥条件对减反膜透射率的影响也会有所不同，它会导致薄膜表面的粗糙程度和孔隙率的差异，从而影响其性能的优劣。理论上为了让单层减反膜的增透率达到100％，要求增透膜的折射率约为1.23且薄膜的折射率越低增透性越好，但目前已知介质材料的最小折射率要大于这个数值。由于材料的折射率和其密度有关，即可以通过在减反膜表面引入孔隙率，形成均匀多孔材料，减少散射，让折射率显著降低，使透光率增加。

发展至今，对于SiO₂减反膜的镀膜方式的探究也有了一些进展，要制备纳米多孔二氧化硅薄膜首先要制备出纳米二氧化硅，而纳米二氧化硅的制备方法有很多，本发明运用溶胶-凝胶法制备碱催化的SiO₂溶胶，加入SiO₂颗粒并稀释，然后将其涂敷在玻璃基片上制备减反膜，并对其进行沸水处理，得到的碱性SiO₂溶胶减反膜具有较好的透光率。本发明具有所需原料少、制备方法简单、设备简单和生产成本低、薄膜性能好且易于工业化生产等优点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种碱性SiO₂溶胶减反膜及其制备方法。

本发明的碱性SiO₂溶胶减反膜的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)用溶胶-凝胶法制备碱性SiO₂溶胶；

(2)制备SiO₂颗粒；