二氧化硅涂布的防反射膜或板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及具有二氧化硅涂層的防反射膜或板。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了滿足能量消耗需求不斷增長的需要，太陽能的開發(fā)已經(jīng)吸引了廣泛的關(guān)注。 人們已經(jīng)采用了各種技術(shù)方法將太陽能轉(zhuǎn)化成電能。人們設(shè)計出光伏（PV)模塊來服務(wù)于 上述目的。
[0003] 透過光伏模塊中的透明前板（如透明玻璃板）的光量是影響光伏模塊的效率和產(chǎn) 率的一個關(guān)鍵因素。入射太陽光從光伏模塊的前板上的反射導致可用于轉(zhuǎn)化成電能的入射 太陽光的量減少。因此，在前板上涂布各種類型的防反射涂層用于本領(lǐng)域中。其中，非常常 見地使用基于硅（如SiO 2或SiON)的防反射涂層，因為它們具有成本效益并且易于制造。 例如，美國專利號4, 535, 026公開了一種防反射多孔二氧化硅涂層，該防反射多孔二氧化 硅涂層是由包含硅醇鹽、水、有機溶劑以及無機酸的基于硅醇鹽的涂布溶液制備；美國專利 號7, 128, 944公開了防護玻璃，該防護玻璃具有多孔SiO2涂層，并且其中所述涂層是由pH 值為3到8,且含有表面活性劑混合物以及0. 5-5. 0重量％，粒度為10-60nm的[SiOx(OH)y] n(0〈y〈4且0〈x〈2)粒子的含水涂布溶液制備。另外，美國專利申請公開號20110151222A1 公開了具有基于二氧化硅并且孔隙度分級的防反射涂層的玻璃板。更具體地說，所述防反 射層的孔隙尺寸在最接近玻璃基處最大，并且在防反射層的整個厚度上隨著遠離玻璃基而 變小。然而，仍需要開發(fā)防反射方案以進一步改善光伏模塊的前板的透射率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本文中提供了一種防反射膜或板，其包含基膜或板和在所述基膜或板的一側(cè)上的 防反射涂層，其中所述防反射涂層是由兩個不同的亞層即多孔二氧化硅亞層和致密二氧化 硅亞層形成，其中所述多孔二氧化硅亞層與所述基膜或板相鄰；并且其中所述多孔二氧化 硅亞層包含20-50面積％的空隙，而所述致密二氧化硅亞層包含1-10面積％的空隙。
[0005] 在所述防反射膜或板的一個實施方案中，所述基膜或板是由透明膜或板形成，或 所述基膜或板是由玻璃板形成。
[0006] 在所述防反射膜的另一個實施方案中，所述防反射涂層的所述多孔二氧化硅亞層 具有80-120nm或90-110nm的厚度，而所述致密二氧化硅亞層具有30-60nm或優(yōu)選地為 40_50nm的厚度。
[0007] 本文中進一步提供了一種涂布溶液，其包含：a)至少一種含Si和0的化合物；b) 至少一種聚合二醇，其具有100-2000的重均分子量；c)空心二氧化硅納米粒子；d)至少一 種無機酸；以及e)由至少一種醇和任選存在的水形成的溶劑。
[0008] 在所述涂布溶液的一個實施方案中，所述溶液包含：a) 3-15體積％的所述至少一 種含Si和0的化合物；b) 1-10體積％的所述至少一種聚合二醇；c) 5-200g/L的所述空心二 氧化硅納米粒子；d) -定量的所述至少一種無機酸，其使得最終溶液的pH值降低到〈3 ;以 及其余為所述溶劑。
[0009] 在所述涂布溶液的另一個實施方案中，所述溶劑是由體積比為100:0-95:5或 99. 5:0. 5-95:5的一種或多種醇與水的混合物構(gòu)成。
[0010] 在所述涂布溶液的又一個實施方案中，所述至少一種含Si和0的化合物選自硅酸 酯、硅烷醇、硅氧烷以及其中兩種或更多種的組合，或所述至少一種含Si和0的化合物選自 硅酸酯，或所述至少一種含Si和0的化合物是正硅酸四乙酯（TEOS)。
[0011] 在所述涂布溶液的又一個實施方案中，所述至少一種聚合二醇具有150-1500或 180-1200的重均分子量。
[0012] 在所述涂布溶液的又一個實施方案中，所述至少一種聚合二醇選自聚乙二醇、聚 丙二醇、聚丁二醇以及其中兩種或更多種的組合，或所述至少一種聚合二醇是聚乙二醇。
[0013] 在所述涂布溶液的又一個實施方案中，所述至少一種無機酸選自HCl、HN03、H2S0 4、 HClO4以及其中兩種或更多種的組合，或所述至少一種無機酸是HCl。
[0014] 在所述涂布溶液的又一個實施方案中，所述一種或多種醇是乙醇。
[0015] 在所述涂布溶液的又一個實施方案中，所述一種或多種醇選自甲醇、乙醇、1-丙 醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇以及其中兩種或更多種的組合，或所述一種或多種醇是乙醇。
[0016] 本文中更進一步提供了一種制備防反射膜或板的方法，其包含：a)提供基膜或 板；b)涂覆上述涂布溶液；c)將經(jīng)過涂布的基膜或板干燥并且退火以獲得所述防反射膜或 板。在所述方法的一個實施方案中和在步驟c)中，將所述經(jīng)過涂布的基膜或板在50-250°C 下干燥3-120分鐘，并且然后在350-800°C下退火1-60分鐘。
[0017] 根據(jù)本公開，當給出具有兩個具體端點的范圍時，應(yīng)理解所述范圍包括在所述兩 個具體端點內(nèi)的任何值和等于或約等于所述兩個端點中的任一個的任何值。
【附圖說明】
[0018] 圖1是El中所制備的經(jīng)過涂布的玻璃的SEM圖像（放大200K)。
[0019] 圖2是CE2中所制備的經(jīng)過涂布的玻璃的SEM圖像（放大200K)。
[0020] 發(fā)明詳述
[0021] 本文中提供了一種具有基膜或板層的防反射膜或板，所述基膜或板層在其一側(cè)上 涂覆有基于二氧化硅的防反射涂層，一種用于制備所述防反射膜或板的防反射涂層的涂布 溶液，一種制備所述防反射膜或板的方法，以及包含所述防反射膜或板的物品。
[0022] 防反射臘和板
[0023] 本文中所公開的防反射膜或板包含基膜或板層和涂覆在所述基膜或板層的一側(cè) 上的基于二氧化硅的防反射涂層。本文中所公開的防反射涂層是由兩個不同的亞層即多 孔二氧化硅亞層和致密二氧化硅亞層形成，其中所述多孔二氧化硅亞層與所述基膜或板相 鄰。此外，所述多孔二氧化硅亞層包含約20-50面積％的空隙，而所述致密二氧化硅亞層包 含約1-10面積％的空隙。
[0024] 根據(jù)本公開，"面積％的孔隙"是指涂層亞層的已知截面面積中未被二氧化硅分子 占據(jù)的百分比面積。它可以通過SEM成像來測量和計算。
[0025] 此外，根據(jù)本公開，所述防反射涂層的所述多孔二氧化硅亞層可以具有約 80-120nm或約90-110nm的厚度，而所述防反射涂層的所述致密二氧化硅亞層可以具有約 30_60nm或約40_50nm的厚度。
[0026] 本文中所使用的基膜或板可以由任何合適的材料形成。然而，優(yōu)選的是，本文中所 使用的基膜或板為透明的，例如在400-1100nm的波長下具有彡70%的平均透光率（通過例 如UV/VIS/NiR分光光度計來測量，其中入射光垂直于需要測量的物體表面）。在一個實施 方案中，所述基膜或板可以是陶瓷或玻璃板。或者，本文中所使用的基膜或板是玻璃板。
[0027] 涂布溶液
[0028] 用于制備本文中所公開的防反射涂層的涂布溶液包含（a)含Si和0的化合物； (b)具有約100到2000的重均分子量的聚合二醇；（c)空心二氧化硅納米粒子；（d)無機酸； 以及（e)由至少一種醇和任選存在的水形成的溶劑。
[0029] 本文中所使用的含Si和0的化合物可以選自硅酸酯、硅烷醇以及硅氧烷。在一個 實施方案中，本文中所使用的含Si和0的化合物為硅酸酯，或優(yōu)選地為正硅酸烷基酯，或更 優(yōu)選地為正硅酸四乙酯（TEOS)。
[0030] 本文中所使用的聚合二醇可以是具有約100-2000或約150-1500或約180-1200 的重均分子量的任何合適的聚合二醇。合適的聚合二醇包括且不限于聚烷