本發(fā)明涉及一種硬化膜，尤其涉及一種保護(hù)光伏玻璃減反射層的硬化膜。
背景技術(shù)：
伴隨著全球化石燃料的不斷減少以及由此帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，新型的可再生能源越來(lái)越受到人們的重視。光伏領(lǐng)域由于以太陽(yáng)能這種取之不盡用之不竭同時(shí)又零排放無(wú)污染的能源作為能量來(lái)源，近些年來(lái)也取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。
目前的光伏組件結(jié)構(gòu)，由于光伏玻璃與空氣之間折射率的差異，光伏玻璃對(duì)于可見(jiàn)光仍有部分的反射。通過(guò)在光伏玻璃表面涂制一層減反射層可以大幅提高光的透過(guò)率，從而提高光伏電池組件的功率。減反射玻璃由于其更高的光透過(guò)率、更高的光轉(zhuǎn)換效率也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
目前組件用的減反射玻璃主要采用磁控濺射、化學(xué)沉積或者化學(xué)腐蝕等方法在玻璃表面制備單層或者多層的多孔的氧化物薄膜結(jié)構(gòu)。減反射層的厚度一般很薄，在室外使用環(huán)境中，一些常見(jiàn)的環(huán)境因素如灰塵、酸性雨水等，很容易導(dǎo)致減反射層的結(jié)構(gòu)被填堵或者被緩慢的腐蝕破壞。同時(shí)由于全球可耕地資源的減少以及能源危機(jī)的加深，在一些光照充裕、可耕種程度低的土地如沙漠、戈壁等地方建設(shè)光伏電站也越來(lái)越成為一種必然。但是在這些環(huán)境當(dāng)中，頻繁出現(xiàn)的極端的天氣狀況如風(fēng)沙、冰雹等因素，將對(duì)光伏組件玻璃減反射層產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，從而引起大面積的組件受損，繼而影響整個(gè)地面電站的發(fā)電功率。
目前減反射膜的氧化層在制備的過(guò)程中，一般都存在固化步驟，耐磨性能依賴于減反射層氧化物前驅(qū)體分解之后或者表層被化學(xué)物質(zhì)腐蝕之后產(chǎn)生的氧化物本身的硬度，如專利CN101885586A、CN10185135、CN102795785A、CN103771723A、CN204281595U。但是單純依靠減反射層本身的硬度實(shí)現(xiàn)保護(hù)的目的，并不能長(zhǎng)久有效的阻止氧化物疏松多孔的結(jié)構(gòu)被堵塞或者被破壞。
因此，開(kāi)發(fā)出一種可以有效的保護(hù)光伏玻璃減反射層的硬化膜，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的光伏組件減反射玻璃減反射層缺乏有效保護(hù)的技術(shù)問(wèn)題，提供一種保護(hù)光伏玻璃減反射層的硬化膜，本發(fā)明既可以有效保護(hù)減反射玻璃的減反射層，又可以有效增加致熱紅外線反射，從而提高組件功率。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種保護(hù)光伏玻璃減反射層的硬化膜，該硬化膜是通過(guò)在光伏玻璃減反射層外表面涂覆一層硬化液并進(jìn)行紫外光固化得到，所述的硬化膜涂層厚度為2-5um，所述的硬化液由改性丙烯酸脂、光引發(fā)劑、紅外反射填料、流平劑、溶劑按照質(zhì)量比100:5-10:0.1-0.5:0.1-1:10-30均勻混合得到。
進(jìn)一步地，所述的改性丙烯酸樹(shù)脂由聚氨酯丙烯酸脂、環(huán)氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯中的一種或者幾種按任意配比混合得到。
進(jìn)一步地，所述的光引發(fā)劑選自1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基甲基苯基丙烷-1-酮和2,4,6-三甲基苯基酰基二苯基氧化膦。
進(jìn)一步地，所述的紅外反射填料由銀納米顆粒和氧化銦錫納米顆粒中的一種或者兩種按任意比例混合得到；所述的銀納米顆粒平均尺寸為5-7納米，氧化銦錫納米顆粒的平均尺寸為8-10納米。
進(jìn)一步地，所述的流平劑為丙烯酸酯類或聚醚硅氧烷共聚物類。
進(jìn)一步地，所述的溶劑由甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯的一種或者多種按任意配比混合得到
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
1.本發(fā)明保護(hù)光伏玻璃減反射層的硬化膜，可以很好地保護(hù)減反射玻璃的減反射層，隔離外界粉塵、水分以及風(fēng)沙等環(huán)境因素對(duì)于減反射層的物理?yè)p害和化學(xué)侵蝕，克服了目前僅僅依靠減反射層自身的硬化來(lái)保護(hù)減反射層的不足，有效延長(zhǎng)減反射層的壽命，保證組件發(fā)電功率的穩(wěn)定。
2.本發(fā)明保護(hù)光伏玻璃減反射層的硬化膜，在制備過(guò)程中通過(guò)在硬化液中添加少量的納米紅外反射填料，紫外固化成膜后，可以有效反射光照中的致熱紅外線，彌補(bǔ)由于硬化膜的存在對(duì)于光線透過(guò)率帶來(lái)的降低而帶來(lái)的功率損失，整體上降低組件溫度，提高組件的發(fā)電效率。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的一種保護(hù)光伏玻璃減反射層的硬化膜，通過(guò)在減反射玻璃的減反射層前端預(yù)涂一層硬化液，然后進(jìn)行紫外固化的方式制備一層硬化膜。同時(shí)在硬化液當(dāng)中由于添加了少量的紅外反射填料，使得硬化膜本身還可以反射部分致熱紅外線，降低光伏組件的整體使用溫度。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做優(yōu)選的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1：
100質(zhì)量份的聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚物(6130B-80，長(zhǎng)興化學(xué)材料有限公司)、5質(zhì)量份的光引發(fā)劑1-羥基環(huán)己基苯基酮(184，常州強(qiáng)力電子新材料股份有限公司)、0.1質(zhì)量份的銀納米顆粒(平均尺寸為5-7納米)以及0.1質(zhì)量份的丙烯酸類流平劑(EFKA3772，荷蘭埃夫卡)混合，然后加入10質(zhì)量份的甲苯(杭州化學(xué)試劑有限公司)進(jìn)行攪拌稀釋，得到硬化液涂料。然后采用線棒涂布的方式，在減反射玻璃基板上進(jìn)行涂布，然后置于50攝氏度烘箱內(nèi)干燥2分鐘后采用紫外光對(duì)干燥的涂層進(jìn)行固化。控制干燥后涂層厚度為2um。
實(shí)施例2：
100質(zhì)量份的環(huán)氧丙烯酸酯(Agisyn1010，帝斯曼新力美)、7質(zhì)量份的光引發(fā)劑2-羥基甲基苯基丙烷-1-酮(1173，常州強(qiáng)力電子新材料股份有限公司)、0.25質(zhì)量份的銀納米顆粒(平均尺寸為5-7納米)以及0.3質(zhì)量份的有機(jī)硅氧烷類流平劑(EFKA3299，荷蘭埃夫卡)混合，然后加入15質(zhì)量份的二甲苯(杭州化學(xué)試劑有限公司)進(jìn)行攪拌稀釋，得到硬化液涂料。然后采用線棒涂布的方式，在減反射玻璃基板上進(jìn)行涂布，然后置于50攝氏度烘箱內(nèi)干燥2分鐘后采用紫外光對(duì)干燥的涂層進(jìn)行固化?？刂聘稍锖笸繉雍穸葹?um。
實(shí)施例3：
100質(zhì)量份的聚酯丙烯酸酯(RJ521，日本旭化成株式會(huì)社)、9質(zhì)量份的光引發(fā)劑2,4,6-三甲基苯基?；交趸?D3358，Sigma Aldrich)、0.4質(zhì)量份的氧化銦錫納米顆粒(平均尺寸為8-10納米)以及0.7質(zhì)量份的丙烯酸類流平劑(EFKA3772，荷蘭埃夫卡)混合，然后加入25質(zhì)量份的乙酸乙酯(上海凌峰化學(xué)試劑有限公司)進(jìn)行攪拌稀釋，得到硬化液涂料。然后采用線棒涂布的方式，在減反射玻璃基板上進(jìn)行涂布，然后置于50攝氏度烘箱內(nèi)干燥2分鐘后采用紫外光對(duì)干燥的涂層進(jìn)行固化?？刂聘稍锖笸繉雍穸葹?um。
實(shí)施例4：
50質(zhì)量份的聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚物(6130B-80，長(zhǎng)興化學(xué)材料有限公司)、50質(zhì)量份的環(huán)氧丙烯酸酯(Agisyn1010，帝斯曼新力美)、10質(zhì)量份的光引發(fā)劑2-羥基甲基苯基丙烷-1-酮(1173，常州強(qiáng)力電子新材料股份有限公司)、0.5質(zhì)量份的銀納米顆粒(平均尺寸為5-7納米)以及1質(zhì)量份的有機(jī)硅氧烷類流平劑(EFKA3299，荷蘭埃夫卡)混合，然后加入30質(zhì)量份的乙酸丁酯(上海凌峰化學(xué)試劑有限公司)進(jìn)行攪拌稀釋，得到硬化液涂料。然后采用線棒涂布的方式，在減反射玻璃基板上進(jìn)行涂布，然后置于50攝氏度烘箱內(nèi)干燥2分鐘后采用紫外光對(duì)干燥的涂層進(jìn)行固化。控制干燥后涂層厚度為5um。
實(shí)施例5：
為了獲得硬化液配方中各組分的最佳添加量，本發(fā)明中對(duì)于各個(gè)物料進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)篩選。下表中顯示了篩選過(guò)程中比較典型的超出或者低于目前確定的最佳比例的質(zhì)量份的物料加入后出現(xiàn)的的結(jié)果。
通過(guò)上表可見(jiàn)，硬化液配方中的物料配比對(duì)于成膜過(guò)程以及成膜后性能具有重要影響，需要經(jīng)過(guò)合理的篩選，才能獲得最佳配比。
對(duì)比例：
市售的減反射光伏玻璃。
各項(xiàng)性能采用如下測(cè)試方法：
1.鉛筆硬度測(cè)試：使用手持式鉛筆硬度測(cè)試儀，根據(jù)JIS K5600測(cè)試方法，荷重為750g，采用三菱專用鉛筆測(cè)量鉛筆硬度。
2.透光率的測(cè)試：參照全光透過(guò)率(標(biāo)準(zhǔn)JIS7361)測(cè)試方法，采用Agilent Cary 5000紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)試。
3.耐磨性能測(cè)試：采用美國(guó)taber5900耐磨耗試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，磨頭使用#0000號(hào)鋼絲絨球，其負(fù)重為500g/cm2，摩擦距離為5-7cm。以不出現(xiàn)劃傷劃痕的最高摩擦次數(shù)進(jìn)行評(píng)估。
4.附著力測(cè)試：采用百格法進(jìn)行測(cè)試，用鋒利刀片(刀鋒角度為15o-30o)在測(cè)試樣本表面劃10×10個(gè)1mm×1mm小網(wǎng)格，每一條劃線應(yīng)深及玻璃層，用毛刷將測(cè)試區(qū)域的碎片刷干凈，用粘附力350～400g/cm2的膠帶(3M 600號(hào)膠紙或等同)牢牢粘住被測(cè)試小網(wǎng)格，并用橡皮擦用力擦拭膠帶，以加大膠帶與被測(cè)區(qū)域的接觸面積及力度；用手抓住膠帶一端，在垂直方向(90°)迅速扯下膠紙，同一位置進(jìn)行2次相同測(cè)試。
5.致熱紅外線透過(guò)率：采用Agilent Cary 5000紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試波段主要集中在1100nm-3000nm。
6.耐候性能測(cè)試：按照GB/T2423.3試驗(yàn)方法進(jìn)行，恒定濕熱老化3000h外觀無(wú)開(kāi)裂、無(wú)氣泡、無(wú)粉化即為合格。
測(cè)試結(jié)果如下表1所示。
表1：各實(shí)施例性能數(shù)據(jù)表
通過(guò)上表可見(jiàn)，本發(fā)明中的減反射玻璃硬化膜可以有效地保護(hù)減反射膜。由于硬化膜的加入，使得減反射玻璃整體的透光率發(fā)生的部分下降，但是由于紅外反射填料的加入，使得致熱紅外線的通過(guò)率大大的降低，可以有效地降低內(nèi)層溫度，提高實(shí)際使用過(guò)程中組件的效率，彌補(bǔ)由于硬化膜引起的透光率降低帶來(lái)的功率損失，所述的保護(hù)光伏玻璃減反射層的硬化膜具有很好的應(yīng)用前景。