專利名稱：一種納米增透自潔鍍膜液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于太陽能光伏玻璃納米增透自潔鍍膜液的制備方法。
背景技術(shù)：
太陽能光伏產(chǎn)業(yè)屬于可再生能源，隨著不可再生能源的干涸。他的應(yīng)用將會引起全人類的關(guān)注。在開發(fā)和利用太陽能的技術(shù)中，太陽能光伏發(fā)電是一種研究最多，應(yīng)用最廣、市場成熟度和競爭力最高的技術(shù)。決定晶硅太陽能光伏電池效能的因素為光能轉(zhuǎn)化效率有關(guān)的各種變因。最重要的決定因素為光電組件中的晶硅技術(shù)，其次為保護光電組件中的光伏玻璃。由于晶硅無法長時間暴露于外界環(huán)境中，光伏玻璃是目前保護晶硅且自身透光率較高的最佳材料之一。因此，光伏玻璃的光學特性是晶娃技術(shù)外一大重要變因。而且保持和提高光伏玻璃的光學特性遠比開發(fā)更高轉(zhuǎn)換率的晶硅來的容易，成本低得多。所以開發(fā)并生產(chǎn)出透光率更高的光伏玻璃，無論組件廠商還是在終端市場上的需求都是非常迫切的。開發(fā)透光率更高的光伏玻璃目前有三個主要方向。一個方向是提高光伏玻璃本身的透光性做努力，但是由于現(xiàn)有的超白玻璃的可見光透光率已經(jīng)在91%以上，提高的空間已經(jīng)不大。第二方向就是在光伏玻璃基片上增加一層增透膜的做法，該方法簡單有效，能提高光伏玻璃可見光透光率達到93 %以上。另外一個研究方向就是解決光伏玻璃在應(yīng)用過程中所遇到表面臟污的問題。因為光伏電池組件一般都是安裝在荒郊野外，灰塵風沙大，時間一長，玻璃表面極易變臟，有的光伏玻璃可見光透過率甚至只有最初的60%，大大影響了發(fā)電效率，將大大制約太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，能在光伏電池采光玻璃表面形成一層自潔防護層，在雨水的沖刷下能保持其表面的潔凈度而長久保持光玻璃表面較高的可見光透光率就具有非常重要的意義。根據(jù)光伏電池組件的實際應(yīng)用和查閱文獻可知，目前光伏玻璃基片上膜層應(yīng)該同時擁有以下四個特征一具 有增透的作用；二具有自潔的作用；三具有牢固的附著力；四具有耐老化、耐酸霧等物化特性。然而目前的鍍膜液都很難做到同時擁有以上四個特征。例如，CN201010243757. 5專利公布了一種鍍膜液的制備及應(yīng)用，該方法提供的鍍膜液具有不錯的附著力、有耐老化、耐酸霧等物化特性，但不具備自潔的特性；CN2011100816427. 5專利公布了一種高效鍍膜液的制備及應(yīng)用，該方法提供的鍍膜液能提高整個太陽能光譜范圍的光線透過率，且透過率達到97%以上，具有不錯的附著力、有耐老化、耐酸霧等物化特性，但也不具備自潔的特性；CN201336312Y專利公布了一種雙面增透太陽能光伏玻璃的實用新型，能有效提高光伏玻璃的透光率，但未提供鍍膜液的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前光伏玻璃發(fā)展趨勢和應(yīng)用中遇到問題，本發(fā)明提供了一種不僅能使光伏玻璃具有附著力強、耐老化、耐酸霧等物化特性和透光率高的光電性能。而且具有很好自潔性能的納米增透自潔鍍膜液的制備方法。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是所述納米增透自潔鍍膜液的 制備方法是按質(zhì)量配比為10 25%的硅氧基化合物、5 15%的添加劑、I 5%的表
面修飾劑、60 80%的溶劑，采用超重力工藝按下述方法步驟可制成納米增透自潔鍍膜液
a、在攪拌狀態(tài)下向溶劑中加入娃氧基化合物，以100rpm-500rpm攪拌速度將娃氧基化合物均勻分散在溶劑中，
b、在攪拌狀態(tài)下向a步驟制得的溶液中加入添加劑，以100rpm-500rpm攪拌 速度至溶液混合均一，
C、在攪拌狀態(tài)下向b步驟制得的溶液中滴加表面修飾劑，以300rpm-1000 rpm速度攪拌IOmin以上，
d、將c步驟制得的溶液加入到超重力設(shè)備中，直至溶液中形成IOOnm以內(nèi)的納米顆即制得為納米增透自潔鍍膜液。所述硅氧基化合物為SiO2和硅酸乙酯中一種或兩者混合物。

所述添加劑為La2O3、ZnO和Al2O3三者混合物。所述表面修飾劑為帶烷基、芳基等疏水基團有機物；所述帶烷基為十六烷基 三甲氧基硅烷，所述芳基為鄰甲苯基。所述溶劑為甲醇，乙醇、丙醇或水四種中一種。本發(fā)明采用超重力技術(shù)來制備納米鍍膜液，化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有效克服了目前鍍膜液的一些不足，在應(yīng)用過程中達到增透自潔的作用，且具有牢固的附著力、耐老化、耐酸霧等物化特性。該制備方法成本低，簡單實用，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，能夠有效的提高光伏玻璃透光率，降低光伏發(fā)電成本和推動光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
本發(fā)明采用硅氧基化合物作為主要原料，是因為硅氧基化合物具有高化學穩(wěn)定性，高熱穩(wěn)定性，耐老化，耐酸堿侵蝕，可有效避免因光伏玻璃隨著使用時間和表面污染引起的透光率的衰減。鑒于硅氧基化合物表面存在大量的羥基基團，接觸角低于40度，是親水性的，為提高其疏水性，具有自清潔功能，本發(fā)明在制備鍍膜液過程中添加帶烷基、芳基等疏水基團的表面修飾劑，如十六烷基三甲氧基硅烷。通過表面修飾，盡量減少硅氧基化合物表面的羥基集團，提高鍍膜液疏水性，達到自清潔功能。光伏玻璃鍍膜目的是盡量減少膜層上下表面的反射光能量，增加透過光的能量。本發(fā)明通過La203、ZnO和Al2O3三者混合的添加(質(zhì)量配比范圍為20_35wt%的La203、25-40wt%的ZnO和35_50wt%的Al2O3),使鍍膜液的折射率分布更廣，
有利于形成漫反射，有效降低反射光能量，起到增加光伏玻璃透過光的能量。本發(fā)明利用超重力技術(shù)，將硅氧基化合物、添加劑、表面修飾劑和溶劑配置的均一溶液制備成IOOnm以內(nèi)的納米鍍膜液。再通過輥涂、噴涂、浸涂、刷涂、旋涂、提拉等任一種鍍膜方法將制備的納米鍍膜液涂敷于光伏玻璃基片單面或雙面上，形成牢固、均勻鍍膜層，不僅能使光伏玻璃具有附著力、有耐老化、耐酸霧等物化特性，透光率提高2. 5%以上的光電性能，而且具備很好的自潔的特性。
本發(fā)明所述方法制成的鍍膜液能夠有效提高光伏電池組件的發(fā)電效率，避免光伏電池組件在使用過程中不易清潔的缺點。該制備方法不僅光電轉(zhuǎn)換效率高，而且制備工藝簡單、成本低，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，能夠降低光伏發(fā)電成本和推動光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。下面給出了幾個具體實施案例，但專利權(quán)利并不局限于這些例子。
具體實施例實施例1 :以SiO2為硅氧基化合物，La203、ZnO和Al2O3三者混合物為添加劑(三者重量比30%的La2O3,、30%Zn0和40%的Al2O3),十六烷基三甲氧基硅烷為表面修飾劑，水為溶劑，其質(zhì)量配比為Si02:添加劑(La203、Zn0和Al2O3三者混合):十六烷基三甲氧基硅烷水=15%: 7%: 3%: 75%，按下述方法步驟制備
a、在攪拌狀態(tài)下向水中勻速加入SiO2,以100rpm-500rpm攪拌速度將娃氧基化合物均勻分散在溶劑中，
b、在攪拌的狀態(tài)下向a步驟制得的溶液中勻速加入La203、ZnO和Al2O3三者混合物添加劑，以100rpm-500 rpm攪拌速度至溶液混合均一，
C、在攪拌狀態(tài)下向b步驟制得的溶液中勻速滴加十六烷基三甲氧基硅烷，以300rpm-1000 rpm 速度攬拌 IOmin 以上，
d、將c步驟制得的溶液加入到超重力設(shè)備中進行處理，即可制備成顆粒約為90nm的納米鍍膜液。通過輥涂方法將制備的納米鍍膜液涂敷于光伏玻璃基片上，使光伏玻璃表面形成牢固、均勻鍍膜層，太陽光透光率提高2. 8%，且其表面具有自清潔功能。實施例2以SiO2為硅氧基化合物，La203、ZnO和Al2O3三者混合為添加劑(20wt%的La203、40wt%的ZnO和40wt%的`(La203、Zn0和Al2O3三者混合)十六烷基三甲氧基硅烷乙醇=20%: 10%: 5%:65%。并按實施例1所述方法步驟制備而成通過輥涂將制備的納米鍍膜液涂敷于光伏玻璃基片上，可使光伏玻璃表面形成牢固、均勻鍍膜層，太陽光透光率提高
2.6%，且具有自清潔功能。實施例3 以硅酸乙酯為硅氧基化合物，La203、ZnO和Al2O3三者混合為添加劑(30wt%的La203、25wt%的ZnO和45wt%的Al2O3)，鄰甲苯基為表面修飾劑，甲醇為溶劑，質(zhì)量配比為硅酸乙酯(La203、ZnO和Al2O3三者混合)為添加劑甲醇=23%: 14%: 2%:61%。并按實施例1所述方法步驟步制備而成通過輥涂方法將制備的納米鍍膜液涂敷于光伏玻璃基片上，可形成了牢固、均勻鍍膜層，光伏玻璃太陽光透光率可提高2. 8%，且具有自清潔功能。實施例4 :以SiO2和硅酸乙酯為硅氧基化合物(重量各占50%)，La203、Zn0和Al2O3三者混合為添加劑(25wt%的La203、40wt%的ZnO和35wt%的Al2O3)，十六烷基三甲氧基硅烷為表面修飾劑，丙醇為溶劑，質(zhì)量配比為硅氧基化合物為添加劑(La203、Zn0和Al2O3三者混合)十六烷基三甲氧基硅烷丙醇=12%: 14%: 4%:70%。并按實施例1所述方法步制備而成通過輥涂方法將制備的納米鍍膜液涂敷于光伏玻璃基片上，可形成了牢固、均勻鍍膜層，光伏玻璃太陽光透光率可提高2. 6%，且具有自清潔功能。通過輥涂方法將制備的納米鍍膜液涂敷于光伏玻璃基片上，可形成了牢固、均勻鍍膜層，光伏玻璃太陽光透 光率可提高3. 0%，且具有自清潔功能。
權(quán)利要求
1.一種納米增透自潔鍍膜液的制備方法其特征在于按質(zhì)量配比為10 25%的硅氧基化合物、5 15%的添加劑、I 5%的表面修飾劑、60 80%的溶劑，采用超重力技術(shù)按下述方法可制成納米鍍膜液， a、在攪拌狀態(tài)下在溶劑中勻速加入娃氧基化合物，以100rpm-500rpm攪拌速度將娃氧基化合物均勻分散在溶劑中， b、在攪拌狀態(tài)下向a步驟制得的溶液中加入添加劑，以100rpm-500rpm攪拌 速度至溶液混合均一， C、在攪拌狀態(tài)下向b步驟制得的溶液中滴加表面修飾劑，以300rpm-1000 rpm速度攪拌IOmin以上， d、將c步驟制備好的溶液加入到超重力設(shè)備中，直至溶液中形成IOOnm以內(nèi)的納米顆即為納米增透自潔鍍膜液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米增透自潔鍍膜液的制備方法其特征在于所述硅氧基化合物為SiO2和硅酸乙酯中一種或兩者混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米增透自潔鍍膜液的制備方法其特征在于所述添加劑為20-35wt%的La2O3、25-40wt%的ZnO和35_50wt%的Al2O3三者混合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米增透自潔鍍膜液的制備方法其特征在于所述表面修飾劑為帶烷基或芳基疏水基團有機物；所述帶烷基為十六烷基三甲氧基硅烷，所述芳基為鄰甲苯基。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米增透自潔鍍膜液的制備方法,按質(zhì)量配比為10～25%的硅氧基化合物、5～15%的添加劑、1～5%的表面修飾劑、60～80%的溶劑，采用超重力技術(shù),在攪拌狀態(tài)下在溶劑中勻速加入硅氧基化合物，添加劑、表面修飾劑，以100rpm-500rpm攪拌速度在超重力設(shè)備中，直至溶液中形成100nm以內(nèi)的納米顆即為納米增透自潔鍍膜液。本發(fā)明所述方法制成的鍍膜液能夠有效提高光伏電池組件的發(fā)電效率，避免光伏電池組件在使用過程中不易清潔的缺點。該制備方法不僅光電轉(zhuǎn)換效率高，而且制備工藝簡單、成本低，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，能夠降低光伏發(fā)電成本和推動光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
文檔編號C09D1/00GK103059617SQ20131000059
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者劉星生 申請人:江西安源光伏玻璃有限責任公司