[發明專利]一種太陽能光伏組件用減反射膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201810937982.5
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109231846A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 焦劍;黃粉超;邵雨滴;王佳
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C03C17/25
• 分類號: C03C17/25;C09D1/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 華金

本發明公開了一種太陽能光伏組件用減反射膜及其制備方法，所述薄膜材料由中空二氧化硅納米微球(HSNs)、二氧化鈦納米(TiO2)粒子和酸性硅溶膠(ACSS)組成，酸性硅溶膠(ACSS)作粘合劑，HSNs@TiO2核殼粒子連續分布于ACSS中。將該減反射膜鍍于太陽能光伏組件表面，可以減少光線在組件表面的反射，增加光線的透光率，另外可以提高減反射膜的機械性能。

技術領域

本發明屬于太陽能光伏領域，尤其涉及一種增加透光率和機械強度的光伏組件用減反射膜及其制備方法。

背景技術

減反射膜作為太陽能光伏和太陽能熱利用設備不可缺少的部分，可以有效地增強太陽光的透射率，提高光電轉換和光熱轉換的效率。考慮到苛刻的應用環境和太陽能裝置至少20年的使用壽命，高透射率的減反射膜也需要獲得良好的機械性能，以延長其使用壽命。

目前以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)或F127作致孔劑，酸催化溶膠-凝膠法制備的二氧化硅減反射膜隨在寬波段范圍內具有較高的透過率，但是這種具有開孔結構的表面易吸附污染物，導致減反射膜的折射率和透射率退化，并且使多孔膜的機械性能變差。以堿催化溶膠-凝膠法制備的閉孔二氧化硅減反射膜具有較高的透射率，并且避免了膜表面的水分吸附和毛細管冷凝，但由于中空粒子僅通過范德華力相互粘合并與基材粘合，通常具有較差的機械性能。通過將酸性硅溶膠與閉孔二氧化硅溶膠依次沉積在玻璃基質上可以適當改善上述減反射膜機械性能差的問題，但至少需要二次涂膜。所以，制備具有良好透過率和機械性能的減反射膜仍是一個挑戰。

本發明同時利用酸性硅溶膠和中空二氧化硅溶膠配制鍍膜液，并且在中空二氧化硅納米微球表面沉積了一層二氧化鈦納米粒子，經一步旋涂法制備了透過率與機械性能兼備的減反射膜。

發明內容

本發明解決的技術問題是：本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點與不足，旨在制備出能提供一種機械性能優異、透光率高、與基地結合緊密、成本低的光伏組件用減反射薄膜。

本發明的技術方案是：一種太陽能光伏組件用減反射膜，其特征在于，包括中空二氧化硅納米微球粒子(HSNs)、酸性硅溶膠(ACSS)和二氧化鈦(TiO2)納米粒子，所述中空二氧化硅納米微球粒子的粒徑均一，二氧化鈦納米粒子包覆在中空二氧化硅納米微球上(HSNs@TiO2)，HSNs@TiO2納米粒子均勻分散于ACSS中；酸性硅溶膠作為粘合劑，并且可以提高減反射膜的機械性能；TiO2納米粒子可以提高減反射膜的自清潔性和機械性能。

本發明的進一步技術方案是：一種太陽能光伏組件用減反射膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將模板劑溶于堿性催化劑中，制得溶液Ⅰ；將溶液Ⅰ緩慢加至有機溶劑中，制得溶液Ⅱ；將二氧化硅前驅體加至溶液Ⅱ，繼續反應3～15h，制得堿性HSNs溶膠，將所述HSNs溶膠室溫下除氨至溶液呈中性，最終制得HSNs溶膠；

其中模板劑：堿性催化劑：有機溶劑：二氧化硅前驅體摩爾比為1:74.8:823.5：2.0～30.0，所述HSNs溶膠中SiO2質量分數為0.5％～6.5％；

步驟二：將二氧化鈦前驅體加至步驟一制得的HSNs溶膠，繼續反應4-12h，制得HSNs@TiO2溶膠；所述硅：鈦的摩爾比為11:1；

步驟三：將二氧化硅前驅體加至有機溶劑中并混合均勻，制得溶液Ⅲ；將酸性催化劑與共催化劑混合均勻并緩慢加至溶液Ⅲ中反應4～6h，制得酸性硅溶膠；

其中二氧化硅前驅體：有機溶劑：酸性催化劑：共催化劑的摩爾比為1:3.0～50.0:0.005:5.2；所述酸性硅溶膠中SiO2質量分數為2.0～12.0％；

步驟四：將步驟二制得的HSNs@TiO2溶膠和步驟三制得的酸性硅溶膠按質量比為1:1～10:1混合均勻，制得鍍膜液；