專利名稱：一種用于太陽能光伏玻璃的SiO₂增透薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于能源新材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于太陽能光伏玻璃的SiO2增透薄膜。
背景技術(shù)：
隨著化石能源的日趨短缺及由此引發(fā)的一系列社會和環(huán)境問題，能源和環(huán)境問題是21世紀人類可持續(xù)發(fā)展所要面對的重要課題之一，世界各國十分重視對可再生能源的開發(fā)與應用。具有普遍、無害、巨大、長久的太陽能為主的可再生可替代能源獲得了巨大的發(fā)展。作為主要太陽能利用裝置太陽能電池和平板太陽能集熱器的必備材料，太陽能光伏玻璃的生產(chǎn)、加工和應用日益廣泛。光伏玻璃雖然不是電池的核心部分，但卻擔負著防止外力和外部環(huán)境對太陽能電池精密部件造成損傷的重要作用，因此同樣也是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。在光伏領(lǐng)域，增加透過玻璃的光通量，就可以獲得更高的轉(zhuǎn)化效率。研究發(fā)現(xiàn)如果太陽能玻璃透過率增加5%，太陽能平板集熱器的效率將會提高6-10%，光伏太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率將提高3-6%。提高玻璃的透光率，可以有幾個途徑:一、降低玻璃厚度?，F(xiàn)在太陽能玻璃一般為3.2 _或4 _，已經(jīng)很薄。再降低厚度會對玻璃剛度和強度產(chǎn)生很大影響。另外，降低Imm厚度也只能提高透過率0.33%。二、提高生產(chǎn)制造水平，降低鐵等有害雜質(zhì)含量，減少玻璃對光的吸收?，F(xiàn)在太陽能玻璃的鐵含量已經(jīng)普遍低于0.012%，玻璃本身對光的吸收已經(jīng)不大，進一步降低鐵含量對光吸收的影響并不大。三、設(shè)法降低玻璃的反射率。反射率降低，從另一個角度而言也就是增加了透過率。綜上所述，對目前太陽能玻璃而言，通過減反實現(xiàn)更高的透光率是最佳的選擇。通過減反實現(xiàn)更高的透光率就是在基材上蒸鍍一層折射率小于基材的低折射率層，且該低折射率層的厚度為1/4波長膜層，稱之為增透膜。目前，常用于減反射的鍍膜材料主要有MgF2、ZnS、Ti02、Ta205、Si02和Si3N4等對于普通玻璃來說，理想的增透薄膜折射率為1.22-1.23。但目前的理想的可在玻璃上玻璃成膜材料中，還沒有恰好此折射率的物質(zhì)。最接近的MgF2的折射率也在1.38。也就是實現(xiàn)完全的增透現(xiàn)階段還只是理論上的可行。而且對于單層膜，即使折射率達到1.22-1.23，增透效果也不甚理想，這就需要設(shè)計多層增透膜。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是制備多孔的增透膜材料來降低薄膜的折射率，并通過設(shè)計多層增透膜來進一步提高薄膜的可見光透過率。本實用新型提供一種用于太陽能光伏玻璃的SiOjf透薄膜，在玻璃基底上設(shè)置SiO2增透薄膜，其特征在于:該增透薄膜為多層SiO2增透薄膜，其中，從緊貼玻璃基底那一層的增透薄膜開始從內(nèi)到外SiO2增透薄膜的氣孔率依次增加。上述用于太陽能光伏玻璃的SiO2增透薄膜的多層SiO2增透薄膜可以為2層或者3層。上述用于太陽能光伏玻璃的SiO2增透薄膜的制備方法，包括如下步驟:(I)玻璃清洗首先將玻璃基底清洗干凈； (2) SiO2溶膠鍍膜液制備將分析純的正硅酸乙酯、去離子水、無水乙醇、濃鹽酸按體積比(2(Γ30):(200^300): I: (6 15)混合，在磁力攪拌器上攪拌，再加入不同含量的成孔劑，所述成孔劑為聚乙二醇，繼續(xù)攪拌，最后陳化，形成成孔劑含量不同的SiO2溶膠鍍膜液；(3)膜層鍍制將步驟⑴得到的玻璃基底置于勻膠機上進行旋轉(zhuǎn)鍍膜，在玻璃基底上使用不同含量成孔劑的鍍膜液鍍制多層SiO2薄膜，其中，從緊貼玻璃基底那一層開始從內(nèi)到外所用鍍膜液中成孔劑的含量是依次增加的，每制備一層首先要干燥處理，再置于箱式電阻爐內(nèi)熱處理，即以一定的升溫速率升到高溫保溫一段時間，然后自然降溫。步驟(I)中，玻璃清洗可采用以下方法:先采用氨水、雙氧水和去離子水的混合溶液煮沸處理，其中，所述氨水、雙氧水、去離子水的體積比為1:(廣4): (3 8)，煮沸時間為5 20 min ;再采用鹽酸、雙氧水和去離子水的混合溶液煮沸處理，所述鹽酸、雙氧水、去離子的體積比為1:(廣3): (Γ10)，煮沸時間為5 20 min，最后用去離子水沖洗干凈。上述方法中，添加成孔劑前磁力攪拌時間為2 8 h，添加成孔劑后繼續(xù)攪拌的時間為0.5 2 h,陳化時間為10 30h。
`[0017]上述方法中，所述成孔劑為聚乙二醇-200、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600、聚乙二醇-1000、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-10000、聚乙二醇-20000中的一種或幾種，所添加的聚乙二醇的含量為2.5 30 g/L。上述方法中，旋轉(zhuǎn)鍍膜制備緊貼玻璃基底那一層SiO2薄膜時采用一級勻膠程序，制備后續(xù)的SiO2薄膜時采用二級勻膠程序，所述一級勻膠程序轉(zhuǎn)速為50(T1000 rod/min,時間為5 20 s ;二級勻膠程序轉(zhuǎn)速為100(T4000 rod/min，時間為15 45 S。上述方法中，所述勻膠成膜后的干燥處理為在6(Tl80 °C烘箱內(nèi)干燥1(T30 min。上述方法中，所述鍍薄膜層數(shù)為2 3層。上述方法中，所述熱處理的升溫速率為1 20 °C，熱處理溫度為500飛00°C，保溫時間為0.5^3 h0本實用新型的有益效果是:采用溶膠凝膠法，以正硅酸乙酯為前驅(qū)體，采用鹽酸為催化劑，加入不同含量的成孔劑，制備出SiO2鍍膜液。采用旋轉(zhuǎn)涂覆法在玻璃表面涂覆上兩層到三層薄膜，緊貼玻璃的一層為采用成孔劑含量較低的SiO2鍍膜液制備而成，制備后續(xù)的SiO2薄膜依次采用更高成孔劑含量的SiO2鍍膜液制備而成。通過調(diào)整每一層鍍膜液中成孔劑的含量從而制備出氣孔率從內(nèi)到外依次增加的SiO2增透薄膜。本實用新型的用于太陽能光伏玻璃的增透膜與玻璃基底的結(jié)合性和牢固度好，有寬廣的透過率，穩(wěn)定透光率高，增透效果優(yōu)良。采用溶膠凝膠法，以聚乙二醇為造孔劑，制備的多孔增透膜可以降低折射率，明顯提高可見光的透過率。通過設(shè)計多層膜，使I到2層或I到3層的氣孔率逐漸增加，可以進一步提高增透膜的透過率，可見光透過率可達99.1%。

圖1為本實用新型的用于太陽能光伏玻璃的SiO2增透薄膜示意圖；圖中標號:1-玻璃基體；2_第一層增透膜；3_第二層增透膜；4_第三層增透膜。
具體實施方式
采用溶膠凝膠法，正硅酸乙酯、去離子水、無水乙醇為原料，鹽酸為催化劑，聚乙二醇為制孔劑，制備氣孔率依次增加的SiO2薄膜。下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。實施例1本實施例的用于太陽能光伏玻璃的SiO2增透薄膜，在玻璃基底上設(shè)有兩層SiO2增透薄膜，其中，從緊貼玻璃基底那一層的增透薄膜開始從內(nèi)到外SiO2增透薄膜的氣孔率依次增加。上述用于太陽能光伏玻璃的SiO2增透薄膜的制備方法，步驟如下:(I)玻璃清洗首先將選擇好的玻璃基底清洗，先采用氨水、雙氧水和去離子水的混合溶液煮沸處理,其中,氨水、雙氧水和去離子水體積比為1: 2: 5，煮沸10 min ;再采用鹽酸、雙氧水和去離子水的混合溶液煮沸處理，其中，鹽酸、雙氧水和去離子水體積比為1:1: 6，煮沸10 min ;最后用去離子水沖洗干凈。(2)溶膠制備將分析純的正硅酸乙酯、去離子水、無水乙醇、濃鹽酸按體積比25: 250: I: 7混合，在磁力攪拌器上攪拌4h,再分別加入2.5 g/L、5 g/L的聚乙二醇-600,繼續(xù)攪拌I h,最后陳化24 h，從而配置出三種含有不同質(zhì)量聚乙二醇-600的鍍膜液。(3)膜層鍍制將步驟⑴得到的玻璃基底置于勻膠機上進行旋轉(zhuǎn)鍍膜，旋轉(zhuǎn)鍍膜(制備緊貼玻璃基底的第一層SiO2薄膜時)先采用一級勻膠程序，再采用二級勻膠程序(制備第二層SiO2薄膜時)。一級勻膠程序采用轉(zhuǎn)速800 rod/min,時間10 s, 二級勻膠程序采用轉(zhuǎn)速2000 rod/min，時間30 S。先旋涂聚乙二醇-600含量為2.5 g/L的鍍膜液，旋涂完畢后置于150 °〇的真空烘箱內(nèi)干燥30 min，再置于箱式電阻爐內(nèi)，以3 °C/min的升溫速度升至500 °C保溫Ih，自然冷卻至室溫，再旋涂聚乙二醇-600含量為5 g/L的鍍膜液，旋涂完畢后置于150 V的真空烘箱內(nèi)干燥30 min，再置于箱式電阻爐內(nèi)，以3 °C/min的升溫速度升至500 °C保溫I h，自然冷卻至室溫。所制備的增透膜與玻璃基底的結(jié)合性和牢固度好，有寬廣的透過率，穩(wěn)定透光率高，可見光透過率達到98.5%。
實施例2本實施例的用于太陽能光伏玻璃的SiOjI透薄膜，在玻璃基底上設(shè)有三層SiOjI透薄膜(如圖1所示)，其中，從緊貼玻璃基底那一層的增透薄膜開始從內(nèi)到外SiO2增透薄膜的氣孔率依次增加。上述用于太陽能光伏玻璃的SiO2增透薄膜的制備方法，步驟如下:⑴玻璃清洗首先將選擇好的玻璃基片清洗，先采用氨水、雙氧水和去離子水的混合溶液煮沸處理,其中,氨水、雙氧水和去離子水的體積比為1: 2: 5，煮沸20 min，再采用鹽酸、雙氧水和去離子水的混合溶液煮沸處理，其中，鹽酸、雙氧水和去離子水的體積比為1:1: 6，煮沸處理20 min，最后用去離子水沖洗干凈。(2)溶膠制備將分析純的正硅酸乙酯、去離子水、無水乙醇、濃鹽酸按體積比25: 250: I: 7混合，在磁力攪拌器上攪拌數(shù)4時，再分別加入5 g/LUO g/L,20 g/L的聚乙二醇-200，繼續(xù)攪拌I h，最后陳化24 h，從而配置出三種含有不同質(zhì)量聚乙二醇-200的鍍膜液。(3)膜層鍍制將步驟⑴得到的玻璃基底置于勻膠機上進行旋轉(zhuǎn)鍍膜，制備緊貼玻璃基底那一層SiO2薄膜時采用一級勻膠程序，制備第二層SiO2薄膜和第三層SiO2薄膜時采用二級勻膠程序，一級勻膠程序轉(zhuǎn)速800 rod/min,時間10 s, 二級勻膠程序轉(zhuǎn)速2000 rod/min,時間30 S。先旋涂聚乙二醇-200含量為5 g/L的鍍膜液，旋涂完畢后置于150 1:的真空烘箱內(nèi)干燥30 min，再置于箱式電阻爐內(nèi)，以3 °C/min的升溫速度升至500 °C保溫I h，自然冷卻至室溫，再旋涂聚乙二醇-200含量為10 g/L的鍍膜液，旋涂完畢后置于150 °C的真空烘箱內(nèi)干燥30 min，再置于箱式電阻爐內(nèi)，以3 °C/min的升溫速度升至500 °C保溫I h，自然冷卻至室溫。然后旋涂聚乙二醇-200含量為20 g/L的鍍膜液，旋涂完畢后置于150 °〇的真空烘箱內(nèi)干燥30 min，再置于箱式電阻爐內(nèi)，以3 °C/min的升溫速度升至500 °C保溫Ih，自然冷卻至室溫。從而制備出氣孔率從內(nèi)到外依次增加的SiO2薄膜。所制備的增透膜與玻璃基底的結(jié)合性和牢固度好，有寬廣的透過率，穩(wěn)定透光率高，可見光透過率達到99.1%。由上述實施例可見，所制備的增透膜與玻璃基底的結(jié)合性和牢固度好，有寬廣的透過率，穩(wěn)定透光率高，能夠提高太陽光的使用效率，可以進一步促進太陽能光伏玻璃的發(fā)展。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求1.一種用于太陽能光伏玻璃的SiO2增透薄膜，在玻璃基底上設(shè)置SiO2增透薄膜，其特征在于:該增透薄膜為多層SiO2增透薄膜，其中，從緊貼玻璃基底那一層的增透薄膜開始從內(nèi)到外SiO2增透薄膜的氣孔率依次增加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增透薄膜，其特征在于:多層SiO2增透薄膜為2層或者3層。
專利摘要本實用新型公開了屬于能源新材料技術(shù)領(lǐng)域的一種用于太陽能光伏玻璃的SiO2增透薄膜。本實用新型通過調(diào)整每一層鍍膜液中成孔劑的含量從而給出氣孔率從內(nèi)到外依次增加的SiO2增透薄膜。本實用新型制備的用于太陽能光伏玻璃的增透膜與玻璃基底的結(jié)合性和牢固度好，有寬廣的透過率，穩(wěn)定透光率高，增透效果優(yōu)良。
文檔編號B32B17/06GK202943944SQ201220686888
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者楊桂祥, 方志堅, 陳振卿, 柴媛, 張得全, 張雷, 劉建, 梁小平 申請人:天津耀皮工程玻璃有限公司