[發明專利]一種反射波長可調的反射增透玻璃及其制備方法

在審

• 申請號: 202011560991.0
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112499986A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 蘇文靜;李剛;楊揚;甘治平
• 申請（專利權）人: 中建材蚌埠玻璃工業設計研究院有限公司;玻璃新材料創新中心（安徽）有限公司
• 主分類號: C03C17/25
• 分類號: C03C17/25
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所(普通合伙) 34113
• 代理人: 楊晉弘

本發明公開一種反射波長可調的反射增透玻璃，在玻璃基板表面制備透明介質微球陣列結構層，微球直徑100nm—500nm之間，透明介質微球直徑決定反射對應波長的光線。制法如下：透明介質微球分散在無水乙醇等溶劑中，攪拌均勻分散，玻璃基板清洗表面并羥基化處理后，浸入介質微球懸浮液中垂直沉積24 h沉積在玻璃表面，100至200℃的高溫烘干，得到表面介質微球的陣列結構的玻璃，能夠增強反射與所選微球直徑相關的特定波長的光波顯示顏色。本發明的有益效果是：制備出具有一定顏色的平板玻璃，同時又不會明顯降低玻璃基板的透過率，可以用于彩色太陽光伏電池的蓋板玻璃以及于其他各種需要有效減少某種波長光波透過的場合。

技術領域

本發明涉及到玻璃表面光譜選擇透過和反射的技術領域，特別的涉及一種反射波長可調的反射增透玻璃及其制備方法。

背景技術

隨著人們對環境以及能源問題的日益關注，新能源包括太陽能風能以及新型化學能源越來越受到人們的重視，其中在新型建筑領域，人們提出了將太陽光伏電池與建筑結合起來的光伏建筑一體化的新建筑結構，這一構想將光伏電池與建筑物整體結合在一起，能有效利用空間并提供清潔能源，有利于緩解傳統電能消耗帶來的化石燃燒及溫室氣體污染問題。

傳統太陽光伏電池無論是硅基太陽電池還是銅銦鎵硒太陽電池，都具有單一的顏色，呈深色或黑色。而隨著人們對建筑審美的追求，新的建筑不僅具有更加復雜的結構和功能，也多樣及美觀的外表，而建筑與光伏電池結合，需要將大面積的光伏電池覆蓋在建筑物的外表面，因此適應建筑外觀多樣性及美觀的要求，促使人們提出了光伏電池彩色化的議題。

目前太陽光伏電池彩色化的實現主要有兩種思路，一是通過制備工藝改進或是制備一層顏色涂料的涂層，使得太陽光伏電池的吸收介質層能吸收相應的光，從而顯示不同顏色；另一個思路是對光伏電池蓋板玻璃進行特別工藝處理，反射特定顏色波長的太陽光，產生顏色，關于前一種思路會損失較多的太陽光能，明顯降低太陽電池的效率，而后一種思路則盡可能減少太陽光的損失，只損失要反射波長的太陽光的能量。后一種思路目前已有的方法是通過磁控濺射等鍍膜方法，在玻璃蓋板表面沉積多層透明薄膜，光通過多層透明薄膜反射后引發特種波長太陽光的干涉，產生反射顏色。該方法涉及復雜的計算及鍍膜設計，并且有很長的鍍膜生產周期。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有的彩色太陽能電池工藝復雜并且可能明顯降低太陽電池發電效率的問題，提供的一種反射波長可調的反射增透玻璃及其制備方法。

本發明的基本原理如下：

(1) 利用透明介質形成微米納米尺寸的微球，該微球通過在玻璃表面形成具有一定層數和厚度的陣列結構，在表面產生光學干涉并反射相應波長的太陽光，單一尺寸的微球陣列反射單一波長的太陽光，其中微球直徑大小D與反射的太陽光波長λ有如下對應關系：

2rDsinθ = nλ

其中r為不同面取向因子，n代表正整數。取最大角度時，直徑D的微球形成的陣列可以反射的太陽光波長為：

λ = 2rD/n

因此我們看到表面微球陣列會對太陽波長為2rD/n的光波產生增強的反射，而取n=1時為最大反射波長，且為主要反射波長，從而顯示出相應的顏色。

(2) 毛細力是自然界中常見的一種作用力，在固液氣三相界面處，微米納米尺寸的微觀粒子會因為表面張力的作用均勻聚集在表面，均勻聚集的微觀粒子，在固液氣界面處由于毛細力的作用，附著于固體表面，在固體表面形成緊密排列的有序陣列結構。

本發明采用的技術方案如下：

一種反射波長可調的反射增透玻璃，包括玻璃基板，其特征在于，在玻璃基板表面制備透明介質微球陣列結構層，所述透明介質微球的直徑D在100nm—500nm之間，選擇透明介質微球的特定直徑D，以反射對應波長的光線。