沉積多孔抗反射層的方法，和具有抗反射層的玻璃技術

本發明專利技術涉及沉積多孔抗反射層的方法，和具有抗反射層的玻璃。具體地，本發明專利技術涉及一種沉積抗反射層的方法，其中在通過溶膠－凝膠法制備的含氧化鈦基體中嵌入玻璃顆粒。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種沉積多孔抗反射層的方法和具有抗反射層的玻璃。更具體地，本專利技術涉及一種用于太陽能應用的抗反射玻璃。
技術介紹
用于太陽能應用的抗反射玻璃是已知的。 尤其地，使用多孔抗反射層是已知的。例如，在德國公開文本DEIO 2005 007825Al中描述了一種沉積多孔抗反射層的方法。在這種多孔抗反射層中發生涂層材料和空氣的混合，因此降低了涂層的有效折射率。 US 2007/0017567 Al描述了自清潔表面，尤其用在太陽能模塊中。光催化活性組分嵌在基體中。層的厚度是200nm。在這個范圍內，Ti02層是視覺可見的。從20nm往上，層顯示出自身的顏色(最初是黃色，然后紅色、藍色和綠色)，以及從5nm往上，在太陽光譜中發生反射。而且，由于其在基體中的綜合作用，光催化材料的作用是非常受限的，從而只有那些從在其上表面的層中突出的顆粒才有活性。所描述的基體組分包括可被光催化分解的有機組分。在太陽能模塊所述的散射層(反射表面)上，導致這些情況下的粉化現象可能不會被注意到，然而，粉化現象會產生使透光度下降的折射中心。 更進一步地，通過溶膠_凝膠技術應用這種多孔抗反射層是已知的。 對于太陽能玻璃的抗反射層的要求是很高的，尤其是對于光伏應用。玻璃在整個可見光光譜以及在近紅外區中應該具有盡可能高的透光度能。因此，抗反射層應該具有盡可能低的折射率。 與此同時，也期望抗反射層具有數十年的環境抗性。還有，對于這種抗反射層也十分需要其抗磨損性能。 已經發現傳統的多孔抗反射層相當容易污染，因此引起了透光度能損失。另一方面，如果經常清潔抗反射層，反而會引起層受損和由此同樣地引起透光度能損失。 作為建筑玻璃，具有含氧化鈦涂層的玻璃是已知的。由于氧化鈦和二氧化鈦各自的光催化性能，發生玻璃的自清潔效果。這種玻璃也被稱為自清潔玻璃。 由于氧化鈦的高折射率以及相應的透光度損失，由傳統方法制成的自清潔玻璃通常不適于太陽能應用，這歸因于由氧化鈦層反射導致的性能損失。
技術實現思路
專利技術目的 因此，本專利技術的一個目的在于提供一種方法，該方法可提供一種確保高透光度的自清潔抗反射層。 更具體地，本專利技術的目的是提供一種具有低折射率的自清潔抗反射層。 本專利技術更進一步的目的是提供一種具有環境抗性、抗磨損性的自清潔性涂層。 專利技術概述 根據任意的獨立權利要求，通過分別應用多孔抗反射層的沉積方法和用于室外應用、尤其是用于建筑和太陽能應用的玻璃，已經實現了本專利技術的目的。 為本專利技術目的，玻璃被限定為基本透明的玻璃、玻璃陶瓷或適于盤形式的透明塑料(例如鈉鈣玻璃、80110 1^0八丁@、太陽能玻璃等)、所有的玻璃陶瓷(優選透明玻璃陶瓷，如1108八乂@、 ZERODUI^等)、和透明光學塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯、環烯共聚物，聚碳酸酯等)。優選使用平板玻璃，然而，本專利技術并不限于板狀基材。 在各個從屬權利要求中闡明本專利技術的優選實施方案和調整方式。本專利技術涉及一種沉積多孔抗反射層的方法。抗反射層是通過溶膠-凝膠法沉積的。 令人驚訝地，已經發現氧化鈦并未引起多孔抗反射層的光學性能上任何明顯的退化。 而且，本專利技術的層具有與其它多孔抗反射層相當的折射率，所述其它多孔抗反射層如那些基于二氧化硅顆粒和二氧化硅基體的，因而展現出了非常好的抗反射性能并具有額外的光學催化活性表面。 根據本專利技術，使用含鈦前體，并且將顆粒、特別是納米顆粒加入到溶膠_凝膠溶液中，例如氧化硅或納米顆粒形式的二氧化硅。 在本專利技術的方法中，含鈦前體從而促進了含氧化鈦基體的形成。優選地，由水解和縮合形成的基體在熱處理后主要由含10_50%殘余有機物量的非晶氧化鈦構成。通過熱處理去除殘余有機物，并且形成了結晶或部分結晶的1102基體，優選以銳鈦礦變體的形式。納米級的結晶或部分結晶Ti02的結晶尺寸優選為4-35nm，更優選為8-25nm。基體中嵌有納米顆粒，尤其是含氧化硅的納米顆粒。形成基體的氧化鈦優選具有1_25%的微孔或中孔 根據本專利技術的合成路線是通過這樣的事實來實現的，即形成基體的Ti02只在Si02顆粒之間和/或之上形成。以這種方式，獲得了光催化活性1102的大的可接觸表面，同時層中的Ti02的質量分率和體積分率分別都很小。以這種方式，雖然獲得了高的Ti02折射率，但非晶_晶體復合層的折射率卻很低。 已經發現，例如與那種以顆粒形式，尤其以晶體納米顆粒形式加入二氧化鈦的方法不同，由本專利技術的方法制備的層的光學性能，與由含硅前體制備的涂層相比，并沒有明顯的變化。 因此，本專利技術的方法可以制備折射率低于1. 38，優選低于1. 34，最優低于1. 30的抗反射層。 在本專利技術的優選實施方案中，顆粒，尤其是納米顆粒，具有小于或等于1. 7的折射率，優選小于或等于1. 6，最優小于或等于1. 55。 因此，根據本專利技術的具有抗反射層的玻璃具有高透光度。尤其是，可以提供這樣的玻璃，在450-800nm的整個波長范圍內，所述玻璃具有至少85%的透光度，優選至少90%的透光度和最優至少95%的透光度。 已經進一步發現，在整個層中相對少量的氧化鈦，尤其是少于40%，優選少于20 %和最優選少于15wt % ，就足以提供自清潔作用了 。 尤其使用了這樣的溶膠-凝膠溶液，其中顆粒與前體的比例在O. 1-0. 9之間，優選0. 7-0. 8，比例以wt^計算。4 尤其本專利技術提供了一種這樣的玻璃，其中所加入的顆粒占最終抗反射層的至少60wt % ，優選至少70wt %和最優選至少80wt % 。 尤其本專利技術提供了一種這樣的玻璃，其中本專利技術的抗反射層具有20-40vol^的孔隙率(開孔)。由于所述孔被空氣充滿，得到了期望的折射率。 已經證明，粒徑在l-100nm之間，優選在3_70納米之間，最優在6-30nm之間的納米顆粒特別適合。 優選地，顆粒是由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷制成的。使用這種納米顆粒，可以得到高透明層。 在本專利技術的一種變體中，涂層溶液可以含有不同尺寸的納米級顆粒，優選Si02顆粒。尤其可以考慮加入至少兩種不同尺寸分數的顆粒。而且，以求和通式Si(ORh、RSi (OR) 3(R =甲基，乙基，苯基)表示的硅醇鹽可以成為涂層溶液的組分。 前體可以包括例如鈦鹵化物、硝酸鈦、硫酸鈦和/或四烷基鈦酸鹽(鈦的四醇鹽)。尤其是可預期將鈦的四乙醇鹽和鈦的四丙醇鹽作為前體。 在本專利技術的一個優選實施方案中，利用了一種水解-穩定的含鈦前體以穩定地保持含有非晶鈦的Ti02前體在溶液中與含有納米膠狀分散的Si02顆粒的水基分散液相結合。 因此，在溶膠合成中首先鈦前體與絡合配位體反應。例如使用乙酰乙酸乙酯、2，4_戊二酮(乙酰丙酮)、3， 5-庚二酮、4， 6-壬二酮或3-甲基-2， 4-戊二酮(2-甲基乙酰丙酮)、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、l，3-丙二醇、l，5-戊二醇，羧酸類如乙酸、丙酸、乙氧基乙酸、甲氧基乙酸、聚醚羧酸類(例如乙氧基乙氧基乙酸)、檸檬酸、乳酸、甲基丙烯酸、丙烯酸作為絡合配位體。 這里，絡合配位體與鈦前體的摩爾比優選是5-0. 1，更優選是2-0. 6，最優選是1. 2-0. 8。 對顆粒的顆粒尺寸分布并無限制。為了獲得最優的顆粒分布，優選的實施方案利用不同尺寸顆粒的混合物。特別優選的是其中較小的顆粒分布填充了較大顆粒空隙的混合物本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種沉積多孔抗反射層的方法，其中通過溶膠－凝膠法沉積所述抗反射層，其特征在于使用含鈦前體以及在于向溶膠－凝膠溶液中加入顆粒，尤其是納米顆粒。

【技術特征摘要】
DE 2008-11-11 102008056792.2一種沉積多孔抗反射層的方法，其中通過溶膠-凝膠法沉積所述抗反射層，其特征在于使用含鈦前體以及在于向溶膠-凝膠溶液中加入顆粒，尤其是納米顆粒。2. 如前述權利要求所述的沉積抗反射層的方法，其特征在于所述顆粒包括顆粒形式的 氧化硅。3. 如前述任一項權利要求所述的沉積抗反射層的方法，其特征在于在溶膠_凝膠溶液 中顆粒與前體之比在0. 1-0. 9之間，優選在0. 7-0. 8之間。4. 如前述任一項權利要求所述的沉積抗反射層的方法，其特征在于所述顆粒的尺寸在 l-100nm之間，優選3-70納米，更優選6_30nm。5. 如前述任一項權利要求所述的沉積抗反射層的方法，其特征在于在300-100(TC之 間，優選450-700 °C之間，更優選500-700 °C之間的溫度下燒結溶膠凝膠層。6. 如前述任一項權利要求所述的沉積抗反射層的方法，其特征在于在玻璃基材上沉積 所述抗反射層，其中所述玻璃基材是經過預壓的，尤其在燒結所述抗反射層的過程中。7. 如前述任一項權利要求所述的沉積抗反射層的方法，其特征在于將所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：因卡亨策，馬蒂亞斯布克梅爾，加布里埃利羅默爾朔伊爾曼，漢斯約阿希姆施米特，哈里恩格爾曼，彼得察赫曼，
申請(專利權)人：肖特公開股份有限公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]