[發明專利]用于太陽能光伏玻璃的SiO2增透薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210537539.1
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN102964067A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 楊桂祥;方志堅;陳振卿;柴媛;張得全;張雷;劉建;梁小平
• 申請（專利權）人: 天津耀皮工程玻璃有限公司
• 主分類號: C03C17/25
• 分類號: C03C17/25
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明屬于能源新材料技術領域，特別涉及一種用于太陽能光伏玻璃的SiO₂增透薄膜及其制備方法。

背景技術

隨著化石能源的日趨短缺及由此引發的一系列社會和環境問題，能源和環境問題是21世紀人類可持續發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、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業鏈的重要組成部分。

在光伏領域，增加透過玻璃的光通量，就可以獲得更高的轉化效率。研究發現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。現在太陽能玻璃一般為3.2?mm或4?mm，已經很薄。再降低厚度會對玻璃剛度和強度產生很大影響。另外，降低1mm厚度也只能提高透過率0.33%。二、提高生產制造水平，降低鐵等有害雜質含量，減少玻璃對光的吸收。現在太陽能玻璃的鐵含量已經普遍低于0.012%，玻璃本身對光的吸收已經不大，進一步降低鐵含量對光吸收的影響并不大。三、設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，通過減反實現更高的透光率是最佳的選擇。

通過減反實現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、TiO₂、Ta₂O₅、SiO₂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。最接近的MgF₂的折射率也在1.38。也就是實現完全的增透現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，這就需要設計多層增透膜。

發明內容

本發明的目的是制備多孔的增透膜材料來降低薄膜的折射率，并通過設計多層增透膜來進一步提高薄膜的可見光透過率。

本發明提供一種用于太陽能光伏玻璃的SiO₂增透薄膜，在玻璃基底上設置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。

本發明還提供一種用于太陽能光伏玻璃的SiO₂增透薄膜的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

⑴?玻璃清洗

首先將玻璃基底清洗干凈；

⑵SiO₂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（20~30）∶（200~300）∶1∶（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，繼續攪拌，最后陳化，形成成孔劑含量不同的SiO₂溶膠鍍膜液；

⑶?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（1）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∶（1~4）∶（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∶（1~3）∶（4~10），煮沸時間為5~20?min，最后用去離子水沖洗干凈。