[发明专利]一种太阳光全波段超低反射玻璃的制备方法

说明书

本发明公开了一种太阳光全波段超低反射玻璃的制备方法。本发明是将玻璃基体先经过HF溶液预处理，然后浸泡在特制的腐蚀液(磷酸盐、碳酸盐和硅酸盐的混合液)中，最后再用HF溶液腐蚀，通过控制腐蚀温度和腐蚀时间，以实现太阳光全波段超低反射玻璃的制备。所得太阳光全波段超低反射玻璃可以有效将全波段太阳光(300nm‑2500nm)的反射率降至1％以下，提高光的透过率。该制备方法反应条件可控，设备要求简单，易于实现批量生产，有利于环境保护。

技术领域

本发明涉及一种玻璃表面减反射处理方法，特别涉及一种腐蚀液腐蚀制备太阳光全波段超低反射玻璃的方法，属于清洁能源利用和绿色建材制备技术及应用领域。

背景技术

随着社会和经济的发展，如何更佳合理的利用能源，减少对环境的损害成为全世界的一个重要研究课题。太阳能由于其具有清洁无污染和分布广泛等特点，可用于太阳能光伏、太阳能光热和太阳能光催化等领域，达到节约能源、绿色环保的目的。无论是在光伏、光电或光催化领域中，绝大部分设备都采用透光性良好的玻璃作为隔离材料起到透光和保护设备内部结构的作用。因此，将玻璃表面的太阳光反射消除，提高全波段太阳光的透过率有助于进一步提升太阳光的利用效率，具有良好的经济效益和社会价值。

减反射玻璃的制备方法有很多，主要有磁控溅射法、溶胶-凝胶浸涂法、真空蒸镀法和酸碱腐蚀法等。相比于酸碱腐蚀法而言，前几种减反射玻璃的制备方法均存在一定的缺陷或不足。磁控溅射法工艺复杂、对环境和设备要求高，因而成本较高，仅适合于制造高端技术产品；溶胶-凝胶浸涂法虽然成本较低，但太阳光透过率相对较低，同时减反射太阳光的波段较窄；真空蒸镀法工成本较高，在强光照射或室外风吹雨淋等苛刻条件下不耐腐蚀且防划伤性能差。因此采用酸碱腐蚀法制备减反射玻璃是玻璃表面处理领域的一个研究热点。相关科研人员采用碱腐蚀法可以得到在光伏范围透过率达到99％的光伏玻璃(Liqiang Liu,Broad band and Omnidirectional,Nearly zero reflectivePhotovoltaic Glass，Adv.Mater.2012,24,6318–6322.)。

目前为止，虽然有很多优良的减反射玻璃的制备方法，但是这些方法仅起到了玻璃在可见光范围或可见光+近红外范围(400～1200nm)的减反射。对于太阳光来讲，其辐射在300～2500nm的全波段内均有较强的能量分布，特别是在红外波段的能量，近年来一直是太阳能利用的重要研究课题。因此，得到一种太阳光全波段超低反射玻璃的制备方法具有重要意义。

发明内容

针对现有减反射玻璃表面处理技术在制备太阳光全波段超低反射玻璃方面存在的不足，本发明提供了一种太阳光全波段超低反射玻璃的制备方法。本发明是将玻璃基体先经过HF溶液预处理，然后浸泡在特制的腐蚀液(磷酸盐、碳酸盐和硅酸盐的混合液)中，最后再用HF溶液腐蚀进行结构优化，通过控制腐蚀温度和腐蚀时间，以实现太阳光全波段超低反射玻璃的制备。所得太阳光全波段超低反射玻璃可以有效将全波段太阳光(300nm-2500nm)的反射率降至1％以下，提高光的透过率。该制备方法反应条件可控，设备要求简单，易于实现批量生产，有利于环境保护。

本发明的技术方案是：一种太阳光全波段超低反射玻璃的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

(1)将用去离子水清洗干净的玻璃基体首先放入浓度为0.0001～10wt％的HF腐蚀槽内，并于20～80℃的温度条件下放置0.1～24h；

(2)将磷酸盐、碳酸盐和硅酸盐按摩尔百分比1～98％：1～98％：1～98％的比例混合，形成混合物；加水使混合物溶解，形成浓度为0.0001～10wt％的特制腐蚀液；

(3)将HF腐蚀处理后的玻璃基体用去离子水清洗干净，放入特制腐蚀液内，并于20～80℃的温度条件下放置0.1～48h；