[發明專利]一種導電玻璃減反射膜的設計和制備方法

在審

• 申請號: 201711357599.4
• 申請日: 2017-12-16
• 公開（公告）號: CN108155253A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 李建生;張發榮;趙洋;劉炳光;王少杰;張騰;尹浩男;葸彥嬌
• 申請（專利權）人: 天津市職業大學
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;C03C17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種減反射導電玻璃的設計和制備方法，將能夠常溫固化的減反射鍍膜液涂布在導電玻璃表面，鍍膜層在室溫下30?50分鐘固化或在100?150℃下4?6分鐘固化，形成鍍膜層厚度為120?180nm的減反射導電玻璃，對400?800nm范圍內可見光的增透率為2.5%?4.0%，鍍膜層具有良好的環境穩定性。常溫固化的減反射鍍膜液由有機硅樹脂、帶活性官能團的納米中空二氧化硅和有機溶劑組成。本發明方法制備的減反射導電玻璃透光率高，方塊電阻低，加工性能良好，能夠提高薄膜太陽電池的光電轉換效率。

技術領域

本發明涉及一種導電玻璃減反射膜的設計和制備方法，特別是在導電玻璃光入射面上涂覆的能夠常溫固化有機硅減反射膜的設計和制備方法，屬于新能源材料和節能環保領域。

技術背景

導電玻璃通常是在玻璃表面通過物理或者化學方法均勻鍍上一層透明導電氧化物（TCO）薄膜、低電阻貴金屬材料、石墨烯材料或導電高分子材料形成的。常見的TCO材料包括氧化銦基（ITO）、氧化錫基（FTO）和氧化鋅基（AZO）三類，其中，ITO和FTO導電玻璃已商業化生產和應用。目前大量用作薄膜太陽電池的透明電極，還應用于液晶顯示屏、觸摸屏、光催化和建筑節能等領域，市場需求巨大。薄膜太陽電池技術突破刺激了導電玻璃市場發展，存在的主要問題是導電玻璃的透光率和導電性能不夠理想。

為提高導電玻璃的透光率，可以在減反射玻璃表面制備導電膜，也可以在導電玻璃背面制備減反射膜，還可以在導電玻璃的雙面制備減反射膜。

導電玻璃表面制備減反射膜可工業化應用的方法包括真空鍍膜法和溶膠凝膠法。目前采用較多的是真空鍍膜法，已公開了一批相關專利，僅指出了減反射膜材料涂布的位置和應具備的折射率，并沒有提出適用的減反射材料，例如，亞瑪頓公司專利CN101913778（2010-12-15）和CN102683433（2012-09-19）；信義公司專利CN102837467（2012-12-16）；比亞迪公司專利CN103779430（2014-05-07），但真空鍍膜法生產成本比較高。溶膠凝膠法制備減反射膜工藝比較簡單和生產成本很低，已廣泛應用于太陽電池玻璃蓋板的減反射鍍膜，未來將應用于導電玻璃減反射鍍膜。

太陽電池玻璃的減反射鍍膜工藝包括先涂膜后鋼化工藝和先鋼化后涂膜工藝二種。先涂膜后鋼化工藝中先將減反射鍍膜液涂布在玻璃表面上，在100-150℃下固化成膜，然后在600-700℃下鋼化燒結在玻璃表面上形成減反射層。先鋼化后涂膜工藝中先將玻璃在600-700℃下鋼化，然后涂覆能夠常溫固化的減反射鍍膜液，膜層經過100-150℃加熱幾分鐘完全固化，在玻璃表面上形成減反射層。不僅要求減反射層的增透率高，而且要求其具有良好的耐候性，適合在大氣環境中長期使用。因為導電玻璃上的導電膜材料不能耐受600-700℃的高溫，所以，只能采用能夠常溫固化的減反射鍍膜液涂覆制備減反射膜，類似于采用先鋼化后涂膜工藝，減反射鍍膜液制備是制備減反射導電玻璃的技術關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供一種導電玻璃減反射膜的設計和制備方法，其特征在于將能夠常溫固化的減反射鍍膜液涂布在導電玻璃表面，鍍膜層在室溫下30-50分鐘固化或在100-150℃下4-6分鐘固化，形成鍍膜層厚度為120-180nm的減反射導電玻璃，對400-800nm范圍內的可見光增透率為2.5%-4.0%，具有良好的環境穩定性，所述能夠常溫固化的減反射鍍膜液由有機硅樹脂、帶活性官能團的納米中空二氧化硅和有機溶劑組成。

本發明中有機硅樹脂是由甲基三乙氧基硅烷和二氧化硅水溶膠以摩爾比為1：3-4共聚形成的乙醇溶膠，溶膠粒徑為20-30nm。

二氧化硅水溶膠單獨形成的減反射膜雖然增透率高和硬度高，但韌性差，存在應力開裂風險，加入甲基三甲氧基硅烷共聚能夠提高形成膜層的韌性。甲基三甲氧基硅烷和二氧化硅的比例影響有機硅樹脂固化后的增透率、韌性和硬度，當二氧化硅比例升高時形成膜層的增透率高、硬度高和韌性差。