一種超白光伏玻璃減反膜的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種超白光伏玻璃減反膜的制備方法，包括：對超白光伏玻璃表面預處理，將預處理后的超白光伏玻璃放入濃度為0.01~0.1mol/L的氫氧化鈉水溶液中，在80~120℃反應60~120min，得到含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃；再經疏水化處理、固化處理后得到具有減反膜的超白光伏玻璃。本發明專利技術超白光伏玻璃減反膜的制備方法，具有工藝簡單，成本低及使用對環境相對友好的氫氧化鈉試劑等優點，并且填補了國內化學腐蝕法制備超白光伏玻璃減反射薄膜的技術空白。本發明專利技術制備的具有減反膜的超白光伏玻璃的透過率最高達到98.3%，太陽電池封裝組件的光電轉化率增加幅度在3%以上，同時還具有較長的使用壽命。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光伏玻璃領域，具體涉及。
技術介紹
能源的日益緊缺，引起人們對新型可再生能源的關注。太陽電池作為一種利用可再生太陽光能轉換為電能的新型光電子器件得到人們的高度重視和廣泛研究。晶體硅太陽電池一直處于絕對的統治地位，但是晶體硅太陽電池的高成本限制了其在民用領域的普及。高的光伏效率和低的生產成本是晶體硅太陽電池工業界始終追求的目標，也是太陽能發電能否與其他能源技術相競爭的關鍵問題。然而隨著人們對太陽電池研究的不斷深入，太陽電池組件中晶體硅的轉換效率已接近極限值，繼續依靠提高電池片本身效率來增加光伏組件輸出功率遇到了瓶頸，人們不得不從太陽電池組件的封裝材料著手。目前，人們普遍采用低鐵超白光伏玻璃作為太陽電池組件的封裝玻璃，這種玻璃在可見波段具有90%以上的可見光透過率。但是由于這種玻璃與空氣之間的折射率差異，超白光伏玻璃對可見光仍然存在8%的反射，通過在光伏玻璃表面制備一層減反膜能有效提高可見光透過率，從而提高太陽電池組件的輸出功率。目前，超白光伏玻璃用減反膜受限于生產成本的要求主要采用溶膠凝膠法或化學腐蝕法制備單層的多孔二氧化硅減反膜。例如授權公告號為CN201336312Y的中國技術專利說明書中公開了用溶膠凝膠法制備光伏玻璃減反膜的方法，制得的減反膜使低鐵超白光伏玻璃的透光率達到94%以上，太陽電池封裝組件的光電轉化率增加1. 8%以上。申請公布號為CN 101885586A的中國專利技術專利申請公開了一種光伏玻璃表面減反射膜的制備方法，包括1)制備無機-有機雜化硅溶液；2)將無機-有機雜化硅溶液涂覆于光伏玻璃上；3)經疏水 處理和固化處理后得到具有減反射膜的光伏玻璃。雖然該技術方案通過溶膠-凝膠法制備減反射膜，在可見到紅外波段具有光譜減反效果，但是該方法使用的原料價格相對較高并且制備工藝相對較為復雜，不適合大規模生產。另外，美國專利US45355026公開了在基片上先沉積一層SiO2薄膜，然后采用化學刻蝕形成多孔結構從而實現減反射，丹麥SunarcTechnologyA/S (弧光科技)公司利用該方法在光伏玻璃雙面實現透過率提高5%的光學減反膜。但是，目前國內工業界主要以溶膠凝膠法制備減反膜為主，尋找成本低廉、操作簡單、適合大規模生產的化學腐蝕法制備超白光伏玻璃減反膜有其現實的必要性，有利于填補國內化學腐蝕法制備超白光伏玻璃減反膜的技術空白。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供了，采用化學腐蝕法，制備工藝簡單，生產成本低。，包括以下步驟I)超白光伏玻璃表面預處理超白光伏玻璃表面經預處理后得到預處理后的超白光伏玻璃；2)化學腐蝕法制備多孔二氧化硅膜(即多孔二氧化硅薄膜)將步驟I)中預處理后的超白光伏玻璃放入氫氧化鈉濃度為O. 01mol/L^0. lmol/L的氫氧化鈉水溶液中，在800C 120°C反應60mirTl20min，得到含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃；3)疏水化處理步驟2)中的含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃經疏水化處理后得到疏水化處理后的超白光伏玻璃；4)固化處理步驟3)中的疏水化處理后的超白光伏玻璃經固化處理后得到具有減反膜的超白光伏玻璃。步驟I)中，作為優選，所述的預處理包括清洗、干燥、親水化處理以及干燥待用。進一步優選，所述的預處理包括先將超白光伏玻璃放入含洗手液的水溶液中在600C 10(TC清洗3tT6h，然后分別用丙酮和酒精超聲，再經去離子水沖洗后用氮氣吹干，隨后親水化處理，最后干燥待用。經此方法玻璃表面的有機、無機沾染物都被去除干凈。進一步優選，所述的親水化處理采用以下(a)、(b)、(C)、(d)處理方式的一種或者兩種以上；(a)親水化處理采用質量百分含量為O. 1°/Tl%氫氟酸(HF)作為親水化試劑，在IO0C 35°C下反應Is 30s ；O. 1°/Γ %氫氟酸即為HF與水組成的溶液，O. 1% 1%為HF的質量分數。(b)親水化處理采用由質量百分含量為30%的H2O2水溶液和質量百分含量為98%H2S04按體積比3:7配成的親水化試劑，在50°C 95°C反應10mirT90min ；(c)親水化處理先采用由水、H2O2和質量百分含量為37%的鹽酸按質量比6 1 1配成的親水化試劑，在50°C 95°`C下處理2mirTl0min，再采用由水、NH3 · H2O和H2O2按質量比5:1:1配成的親水化試劑,再在50°C 95°C下處理2min IOmin ；質量百分含量為37%的鹽酸為氯化氫和水組成的溶液，37%為氯化氫的質量分數；(d)親水化處理采用由質量百分含量O. 5% 2%的NaOH、48% 59%的C2H5OH以及40% 50%的水組成的親水化試劑，在10°C 35°C下超聲處理10mirT90min。經上述方法親水化處理的超白光伏玻璃，所得的靜態接觸角在1° ^40°之間，有利于后續在超白光伏玻璃上制備多孔二氧化硅膜。步驟3)中，所述的疏水化處理包括將疏水化試劑加入到反應容器中，將含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃也放入反應容器中，在溫度為50°C 200°C的反應容器中密封反應lhlh，然后敞開反應容器反應0. 5tT3h。經過疏水化試劑處理后，在含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃的表面形成的一層低表面能疏水基團，使得靜態接觸角在100° 180°之間，使經疏水化處理后的超白光伏玻璃具備一定的疏水性能，有助于減少水分對減反膜微觀結構的腐蝕，保證了本專利技術制備的具有減反膜的超白光伏玻璃的使用壽命。進一步優選，在100°C ^200oC敞開反應容器反應0. 5tT3h，有利于含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃表面未反應的疏水化試劑充分揮發，形成性能更加穩定的疏水化處理后的超白光伏玻璃。進一步優選，將疏水化試劑滴加5 40滴到反應容器中，且滴加到反應容器中的疏水化試劑與含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃不直接接觸，有利于在反應容器的密封反應中，對含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃的表面疏水化，并且，量的控制以及不直接接觸，使得對含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃的表面大面積均勻疏水化處理。進一步優選，所述的疏水化試劑為六甲基二硅氮烷、三甲基氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷中的一種或兩種以上，以達到超白光伏玻璃表面超疏水(靜態接觸角大于150° )的目的。步驟4)中，所述的固化處理的條件為在IOO0C 400°C下固化處理50min 300min,進一步提高具有減反膜的超白光伏玻璃的使用穩定性。經過本專利技術超白光伏玻璃減反膜的制備方法制備的具有減反膜的超白光伏玻璃為具有大面積均勻單層減反射膜的超白光伏玻璃。與現有技術相比，本專利技術的優點在于一、不同于國外的化學腐蝕法工藝復雜，成本高，并使用易污染環境的氫氟酸類化學試劑。本專利技術超白光伏玻璃減反膜的制備方法，具有工藝簡單，成本低及使用對環境相對友好的氫氧化鈉試劑等優點，并且填補了國內化學腐蝕法制備超白光伏玻璃減反射薄膜的技術空白。二、本專利技術制備方法在減反膜表面形成的一層低表面能疏水基團使減反膜呈現超疏水性能，有助于減少 水分對減反膜微觀結構的腐蝕，保證了本專利技術制備的具有減反膜的超白光伏玻璃的使用壽命。此外，本專利技術制備的具有減反膜的超白光伏玻璃上的單層減反膜使超白光伏玻璃的透過率最高達到98. 3%，可見光部本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超白光伏玻璃減反膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1）超白光伏玻璃表面預處理：超白光伏玻璃表面經預處理后得到預處理后的超白光伏玻璃；2）化學腐蝕法制備多孔二氧化硅膜：將步驟1）中預處理后的超白光伏玻璃放入氫氧化鈉濃度為0.01mol/L~0.1mol/L的氫氧化鈉水溶液中，在80℃~120℃反應60min~120min，得到含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃；3）疏水化處理：步驟2）中的含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃經疏水化處理后得到疏水化處理后的超白光伏玻璃；4）固化處理：步驟3）中的疏水化處理后的超白光伏玻璃經固化處理后得到具有減反膜的超白光伏玻璃。

【技術特征摘要】
1.一種超白光伏玻璃減反膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 1)超白光伏玻璃表面預處理超白光伏玻璃表面經預處理后得到預處理后的超白光伏玻璃； 2)化學腐蝕法制備多孔二氧化硅膜將步驟I)中預處理后的超白光伏玻璃放入氫氧化鈉濃度為O. Olmol/L O. lmol/L的氫氧化鈉水溶液中，在80°C 120°C反應60mirTl20min，得到含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃； 3)疏水化處理步驟2)中的含多孔二氧化硅膜的超白光伏玻璃經疏水化處理后得到疏水化處理后的超白光伏玻璃； 4)固化處理步驟3)中的疏水化處理后的超白光伏玻璃經固化處理后得到具有減反膜的超白光伏玻璃。2.根據權利要求1所述的超白光伏玻璃減反膜的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述的預處理包括清洗、干燥、親水化處理以及干燥待用。3.根據權利要求2所述的超白光伏玻璃減反膜的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述的預處理包括先將超白光伏玻璃放入含洗手液的水溶液中在60°C 100°C清洗3tT6h，然后分別用丙酮和酒精超聲，再經去離子水沖洗后用氮氣吹干，隨后親水化處理，最后干燥待用。4.根據權利要求2或3所述的超白光伏玻璃減反膜的制備方法，其特征在于，所述的親水化處理采用以下(a)、(b)、(c)、(d)處理方式的一種或者兩種以上； (a)親水化處理采用質量百分含量為O.19Tl%氫氟酸作為親水化試劑，在10°C 35°C下反應ls 30s ； (b)親水化處理采用由質量百分含量為30%的H2O2水溶液和質量百分含量為98%H2S04按體積比3:7配成的親水化試劑,在50°C 95°C反應IOmin...

【專利技術屬性】
技術研發人員：汪雷，徐晨，楊德仁，王誼，羅滌域，王玉芝，陳恒峰，
申請(專利權)人：浙江大學，鎮江大成新能源有限公司，
類型：發明
國別省市：