[發(fā)明專利]一種光伏玻璃用的增透膜及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)日: 2020-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN112147722A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜遇婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杜遇婷
• 主分類號(hào): G02B1/113
• 分類號(hào): G02B1/113;G02B1/14;C23C14/35;C23C14/08;C23C14/58;C09D183/08;C09D171/02;C09D7/61
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本發(fā)明公開的一種光伏玻璃用的增透膜，從下到上依次為稀土增透膜層和保護(hù)膜層；其制備方法包括如下步驟：步驟一：將十七氟癸基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、聚氧乙烯單?4?辛基苯基醚、氟化鈉和納米氧化鋅溶解在溶劑中，在40℃下攪拌20min，得到溶膠；步驟二：將硅烷偶聯(lián)劑和酸性催化劑加入到步驟一所得溶膠中，升溫到100?120℃下反應(yīng)10?12h，得到目標(biāo)溶膠；步驟三：將所得到的溶膠涂覆到稀土增透膜上，固化后烘干即可得到光伏玻璃用的增透膜。本發(fā)明的光伏玻璃用的增透膜具有優(yōu)異的光學(xué)性能，優(yōu)異的抗環(huán)境性能和化學(xué)機(jī)械穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光伏玻璃用的增透膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

迄今為止，化石能源的使用促進(jìn)了人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。然而，化石能源的儲(chǔ)量有限且不可再生的缺點(diǎn)限制了它的利用，同時(shí)化石能源的使用導(dǎo)致了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，霧霾以及由于大量排放溫室氣體造成的全球氣候變暖效應(yīng)，不利于人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。太陽能是目前儲(chǔ)量最大且利用最廣泛的清潔能源，從廣義上來說，風(fēng)能、水能等可再生能源及化石能源都屬于太陽能，因?yàn)樗麄兊漠a(chǎn)生及利用都依賴于太陽光對(duì)地球的照射。太陽能的利用技術(shù)主要分為光熱技術(shù)和光伏技術(shù)。目前應(yīng)用很廣泛的太陽能熱水器屬于光熱技術(shù)的一種，而太陽能光伏發(fā)電則屬于光伏技術(shù)的一種。雖然光熱技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)可以和傳統(tǒng)能源競爭，但是從技術(shù)先進(jìn)性來看，光伏技術(shù)更具發(fā)展前景。

光伏發(fā)電(PV)技術(shù)被認(rèn)為是清潔且可再生的發(fā)電技術(shù)。太陽能電池是固態(tài)電氣設(shè)備，其通過光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能。但是太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率低下限制了光伏技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)最新研究，硅太陽能電池的最佳轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了22.34％，這是硅太陽能電池的一大突破。晶體硅是太陽能電池最重要的材料，但是，其常見的問題是高折射率(RI)的硅摻雜和超過30％的入射光從晶體硅表面反射回來，造成表面或界面處的反射損失，對(duì)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生負(fù)面影響，大大降低了太陽能光電轉(zhuǎn)換效率。因此，減少太陽能電池表面光反射非常重要，科學(xué)家們采用在中間附加抗反射的涂層、嵌入金屬納米粒子和構(gòu)建微觀紋理和光子晶體結(jié)構(gòu)等方法減少反射。

玻璃是最重要的光學(xué)基材之一，大約每個(gè)空氣/玻璃界面的反射損失是4％，雖然不像硅片那么嚴(yán)重，仍然會(huì)降低光學(xué)器件的性能，尤其是涉及多個(gè)元件時(shí)其損失相當(dāng)可觀。目前已經(jīng)有研究證明使用具有增透膜的玻璃作為太陽能集熱器的覆蓋物可以提高光伏系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)我們計(jì)算太陽能加熱設(shè)備中的年能量輸出效率時(shí)(假設(shè)流體溫度為100℃)，如果在太陽能玻璃上使用增透膜則年能輸出效率可以增加約20％。然而長期使用后增透膜表面會(huì)有污垢的粘附，其將降低光伏玻璃的透射率。為適應(yīng)戶外使用需要，延長光伏玻璃使用壽命，增透膜通常需具有較好的親水或疏水性能，以防止灰塵、水氣等積聚在模塊上。對(duì)于干燥環(huán)境，玻璃表面本身應(yīng)具有納米結(jié)構(gòu)，以使灰塵不會(huì)沉積在表面上，并允許水?dāng)U散。因此，具有多功能性的抗反射涂層在光伏器件中的應(yīng)用是非常有價(jià)值的。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種光伏玻璃用的增透膜及其制備方法。

為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種光伏玻璃用的增透膜，從下到上依次為稀土增透膜層和保護(hù)膜層；

所述保護(hù)膜層通過在所述稀土增透膜層上噴涂保護(hù)涂料，再經(jīng)烘干后得到。

所述保護(hù)涂料包括以下重量份的原料：溶劑50-100份；十七氟癸基三甲氧基硅烷10-30份；正硅酸乙酯30-50份；聚氧乙烯單-4-辛基苯基醚10-20份；硅烷偶聯(lián)劑10-15份；酸性催化劑1-5份；納米氧化鋅1-5份；氟化鈉5-10份；

所述溶劑為甲醇、乙醇中的一種；酸性催化劑為硝酸；硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的一種。

所述稀土增透膜層由以下步驟制備：