CN101811834A - 一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法，包括一玻璃基层、一第一多孔SiO₂镀膜层和一第二多孔SiO₂镀膜层；它通过先制备第一溶胶和第二溶胶，然后将该第一溶胶和第二溶胶采用喷涂工艺分别在玻璃基层的正面的表面上依次镀制出第一多孔SiO₂镀膜层和第二多孔SiO₂镀膜层，最后将该玻璃基层进行干燥、钢化处理而得到镀有两层减反射膜的盖板玻璃成品。经测试，该盖板玻璃成品，在波长为400-800nm的范围内，其透过率超过95％。本发明还具有结构简单、工艺流程简单、易于实现等特点。

Description

一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法

技术领域

本发明属于太阳能光伏玻璃技术领域，特别是涉及一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法。

背景技术

随着低碳能源越来越受到重视，如何提高太阳能电池的转换效率变得尤为紧迫。盖板玻璃是太阳能电池的一个重要部件，它既能保护电池又能使光线透过。对于盖板玻璃的基板玻璃来说，国内外各厂家通过降低铁的含量和调整玻璃配方，已经使盖板玻璃的光线透过率达到91％多，而其余的8～9％的太阳能却被盖板玻璃反射了。由于盖板玻璃本身所吸收的光线已经非常少了，因此，若单纯从制作盖板玻璃的材质出发，则留下的用于提高盖板玻璃的光线透过率的余地很小。显然，只能从盖板玻璃的反射光角度出发，即降低被盖板玻璃所反射掉的光线的量以提高盖板玻璃的透光率。为了进一步提高太阳能盖板玻璃的透过率，主要的研究方向是在盖板玻璃的表面镀制减反射膜，以减少盖板玻璃表面的反射。目前，人们大多采用在盖板玻璃上涂覆单层膜的办法来减少盖板玻璃表面的反射率。由于这种单层膜只是在某个波长段内使反射率降低，而其他波长的光线仍有一部分会被反射掉。因此，这种在盖板玻璃上涂覆单层膜的办法，难以使盖板玻璃的反射率降到最低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法，它采用溶胶-凝胶法及喷涂工艺，在太阳能盖板玻璃的玻璃基层上镀制双层膜，从而使太阳能盖板玻璃的反射率得到降低，进而进一步提高了太阳能盖板玻璃的透过率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃，包括一玻璃基层；还包括一第一多孔SiO₂镀膜层和一第二多孔SiO₂镀膜层；该第一多孔SiO₂镀膜层是以溶胶-凝胶法并采用喷涂工艺将第一溶胶镀制在玻璃基层的正面的表面烘干后形成，该第二多孔SiO₂镀膜层是以溶胶-凝胶法并采用喷涂工艺将第二溶胶镀制在第一多孔SiO₂镀膜层的表面烘干后形成。

所述的第一溶胶是以正硅酸乙酯(TEOS)和二甲基二乙氧基硅烷(DDS)为原料，乙醇为溶剂，氨水为催化剂，聚乙二醇(PEG)为增塑剂，通过共溶，陈化，共水解-缩聚反应制作而成；所述的第二溶胶液是以正硅酸乙酯(TEOS)和二甲基二乙氧基硅烷(DDS)为原料，乙醇为溶剂，氨水为催化剂，聚乙二醇(PEG)为增塑剂，通过共溶，并添加金属阳离子，陈化，共水解-缩聚反应制作而成。

所述的金属阳离子为Al3+、Ti4+、Zr4+、Ba2+、Ca2+或Mg2+。

所述的第一多孔SiO₂镀膜层的厚度为30-80nm；第二多孔SiO₂镀膜层的厚度为50-100nm。

一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃的制作方法，包括如下步骤：

a.将正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)、乙醇、聚乙二醇和氨水按照预先设定的摩尔百分比制成混合溶液；

b.将步骤a制得的混合溶液分成两等份，在其中的一份中加入预先设定比例的金属阳离子并混合均匀；

c.由未加入金属阳离子的混合溶液陈化预先设定的时间而获得第一溶胶，由加入金属阳离子的混合溶液陈化预先设定的时间而获得第二溶胶；

d.采用喷涂工艺在玻璃基层的一面喷涂第一溶胶，而后在180℃～220℃的温度条件下进行烘干而得到第一多孔SiO₂镀膜层；

e.采用喷涂工艺在第一多孔SiO₂镀膜层的面上喷涂第二溶胶，而后在190℃～230℃的温度条件下进行烘干而得到第二多孔SiO₂镀膜层；

f.将干燥后的镀膜玻璃，送入钢化炉中，钢化后，成为盖板玻璃成品。

本发明的有益效果是，由于本发明采用溶胶-凝胶法配制出第一溶胶和第二溶胶，并将该第一溶胶和第二溶胶以喷涂工艺依次镀制在玻璃基层的正面的表面上，以分别得到第一多孔SiO₂镀膜层和第二多孔SiO₂镀膜层，且该第一多孔SiO₂镀膜层的厚度为30-80nm；该第二多孔SiO₂镀膜层的厚度为50-100nm，使得本发明的盖板玻璃的光线透过率大大提高；经测试，本发明的盖板玻璃，在其玻璃基层的单面镀制双层膜后，在光线波长为400-800nm的范围内，其平均透过率超过95％。此外，本发明还具有结构简单、工艺流程简单、易于实现等特点。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明的玻璃基层(镀双层膜后)的剖视图；

图2是本发明的镀膜工艺流程图；

图3是本发明的玻璃基层(镀双层膜)与现有技术的玻璃基层(镀单层膜)的透过光谱比较示意图。

具体实施方式

实施例，参见图1所示，本发明的一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃，包括一玻璃基层1、一第一多孔SiO₂镀膜层2和一第二多孔SiO₂镀膜层3；该第一多孔SiO₂镀膜层2是以溶胶-凝胶法并采用喷涂工艺将第一溶胶镀制在玻璃基层1的正面的表面烘干后形成的，该第二多孔SiO₂镀膜层3是以溶胶-凝胶法并采用喷涂工艺将第二溶胶镀制在第一多孔SiO₂镀膜层2的表面烘干后形成的。

其中，

第一溶胶是以正硅酸乙酯(TEOS)和二甲基二乙氧基硅烷(DDS)为原料，乙醇为溶剂，氨水为催化剂，聚乙二醇(PEG)为增塑剂，通过共溶，陈化，共水解-缩聚反应制作而成的；第二溶胶液是以正硅酸乙酯(TEOS)和二甲基二乙氧基硅烷(DDS)为原料，乙醇为溶剂，氨水为催化剂，聚乙二醇(PEG)为增塑剂，通过共溶，并添加金属阳离子，陈化，共水解-缩聚反应制作而成的；

上述金属阳离子为Al3+、Ti4+、Zr4+、Ba2+、Ca2+或Mg2+；

上述第一多孔SiO₂镀膜层的厚度为30-80nm；第二多孔SiO₂镀膜层的厚度为50-100nm。

本发明的一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃的制作方法，包括如下步骤：

a.将正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)、乙醇、聚乙二醇和氨水按照预先设定的摩尔百分比制成混合溶液；

b.将步骤a制得的混合溶液分成两等份，在其中的一份中加入预先设定比例的金属阳离子并混合均匀；

c.由未加入金属阳离子的混合溶液陈化预先设定的时间而获得第一溶胶，由加入金属阳离子的混合溶液陈化预先设定的时间而获得第二溶胶；

d.采用喷涂工艺在玻璃基层的一面喷涂第一溶胶，而后在180℃～220℃的温度条件下进行烘干而得到第一多孔SiO₂镀膜层；

e.采用喷涂工艺在第一多孔SiO₂镀膜层的面上喷涂第二溶胶，而后在190℃～230℃的温度条件下进行烘干而得到第二多孔SiO₂镀膜层；

f.将干燥后的镀膜玻璃，送入钢化炉中，钢化后，成为盖板玻璃成品。

本发明的一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法，请参见图2所示，其制作工艺流程为：将玻璃基层1放置在运行导轨4上，并在运行导轨4的前部上方安装一自动喷涂机5(装有第一溶胶)，在运行导轨4的后部上方安装另一自动喷涂机6(装有第二溶胶)，同时，设定运行轨道4的运动速度和两个自动喷涂机5、6的喷涂速度，以控制膜层的厚度。当玻璃基层1随运行导轨4运动到自动喷涂机5的下方时，自动喷涂机5即将第一溶胶喷涂在该玻璃基层1的正表面上，得到镀有第一多孔SiO₂镀膜层2的玻璃基层11；将镀有第一多孔SiO₂镀膜层2的玻璃基层11通过设于自动喷涂机5前方的烘干装置7烘干后，继续随运行导轨4向前进行运动；当该镀有第一多孔SiO₂镀膜层2的玻璃基层11运动至另一自动喷涂机6的下方时，另一自动喷涂机6即将第二溶胶喷涂在第一多孔SiO₂镀膜层2上，得到镀有第二多孔SiO₂镀膜层3的玻璃基层12；喷涂完两层镀膜层的玻璃基层12继续随运行导轨4向前行走，以使设于自动喷涂机6前方的烘干装置8对其进行烘干处理。最后，结束镀膜并经干燥的玻璃基层12由运行导轨4送入钢化炉中进行钢化处理，即得到盖板玻璃成品。

本发明的一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法，在其玻璃基层的单面镀制双层膜后，经测试，在光线波长为400-800nm的范围内，其平均光线透过率超过95％。请参见图3所示，在光线波长(nm)-透过率(％)的坐标系下，镀制有双层膜的玻璃基层，在波长为400-800nm的范围内，其透过率曲线在透过率为95％的线上方波动，而仅镀制有单层膜的玻璃基层，其透过率曲线呈抛物线形式，即只有在一定波长范围内(约480-630nm)玻璃基层的平均透过率才超过95％，而在波长小于一个值(约480nm)和大于一个值(约630nm)的波长范围内，其玻璃基层的平均透过率均小于95％，甚至部分低于94％。显然，本发明的盖板玻璃，能够获得更高的光线透过率。

本发明的一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法，如将正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)、乙醇、聚乙二醇和氨水以摩尔百分比为20∶1∶50∶30∶5制成混合溶液，并分成两等份，并向其中一份混合溶液中添加0.5％的Zr4+溶液，即分别得到第一溶胶和第二溶胶，将该两种溶胶陈化3天后，依次镀制在玻璃基层的正面的表面上，再经过干燥、钢化后，即可得到一种减反射膜盖板玻璃，且经测试，在光线波长范围为400-800nm的范围内，该盖板玻璃的透过率达到95.2％。

本发明的一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法，如将正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)、乙醇、聚乙二醇和氨水以摩尔百分比为20∶1∶50∶30∶4制成混合溶液，并分成两等份，并向其中一份混合溶液中添加0.8％的Ti4+溶液，则经过镀膜、干燥、钢化处理后的盖板玻璃，经测试，在光线波长范围为400-800nm的范围内，其透过率达到95.8％。

本发明的一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法，如将正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)、乙醇、聚乙二醇和氨水以摩尔百分比为20∶1∶45∶30∶6制成混合溶液，并分成两等份，并向其中一份混合溶液中添加0.6％的Zr4+溶液，则经过镀膜、干燥、钢化处理后的盖板玻璃，经测试，在光线波长范围为400-800nm的范围内，其透过率达到95.5％。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃及制作方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃，包括一玻璃基层；其特征在于：还包括一第一多孔SiO₂镀膜层和一第二多孔SiO₂镀膜层；该第一多孔SiO₂镀膜层是以溶胶-凝胶法并采用喷涂工艺将第一溶胶镀制在玻璃基层的正面的表面烘干后形成，该第二多孔SiO₂镀膜层是以溶胶-凝胶法并采用喷涂工艺将第二溶胶镀制在第一多孔SiO₂镀膜层的表面烘干后形成。

2.根据权利要求1所述的太阳能盖板玻璃，其特征在于：所述的第一溶胶是以正硅酸乙酯(TEOS)和二甲基二乙氧基硅烷(DDS)为原料，乙醇为溶剂，氨水为催化剂，聚乙二醇(PEG)为增塑剂，通过共溶，陈化，共水解-缩聚反应制作而成；所述的第二溶胶液是以正硅酸乙酯(TEOS)和二甲基二乙氧基硅烷(DDS)为原料，乙醇为溶剂，氨水为催化剂，聚乙二醇(PEG)为增塑剂，通过共溶，并添加金属阳离子，陈化，共水解-缩聚反应制作而成。

3.根据权利要求2所述的太阳能盖板玻璃，其特征在于：所述的金属阳离子为Al³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Ba²⁺、Ca²⁺或Mg²⁺。

4.根据权利要求1或2或3所述的太阳能盖板玻璃，其特征在于：所述的第一多孔SiO₂镀膜层的厚度为30-80nm；第二多孔SiO₂镀膜层的厚度为50-100nm。

5.一种新型减反射膜太阳能盖板玻璃的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

a.将正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)、乙醇、聚乙二醇和氨水按照预先设定的摩尔百分比制成混合溶液；

b.将步骤a制得的混合溶液分成两等份，在其中的一份中加入预先设定比例的金属阳离子并混合均匀；

c.由未加入金属阳离子的混合溶液陈化预先设定的时间而获得第一溶胶，由加入金属阳离子的混合溶液陈化预先设定的时间而获得第二溶胶；

d.采用喷涂工艺在玻璃基层的一面喷涂第一溶胶，而后在180℃～220℃的温度条件下进行烘干而得到第一多孔SiO₂镀膜层；

e.采用喷涂工艺在第一多孔SiO₂镀膜层的面上喷涂第二溶胶，而后在190℃～230℃的温度条件下进行烘干而得到第二多孔SiO₂镀膜层；

f.将干燥后的镀膜玻璃，送入钢化炉中，钢化后，成为盖板玻璃成品。

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