CN103022252A - 一种太阳能电池减反射膜的制备方法 - Google Patents

一种太阳能电池减反射膜的制备方法 Download PDF

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王芸
孙人杰
王萍萍
金良茂
甘治平
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China Triumph International Engineering Co Ltd
Bengbu Glass Industry Design and Research Institute
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Abstract

本发明公开一种太阳能电池减反射膜的制备方法，利用二氧化硅与聚苯乙烯球模板的静电吸附作用在衬底压花玻璃上形成层状结构，经烘干、钢化除去聚苯乙烯球模板后得到二氧化硅减反射膜；本发明提供了一种成本低廉、工艺简单的太阳能电池减反射膜制备方法，由于二氧化硅与聚苯乙烯球之间的静电吸附形成二氧化硅·聚苯乙烯结构，聚苯乙烯球的疏水性使得二氧化硅不易与空气中的水分结合，从而提高了薄膜与基板之间的附着力，本发明制得的二氧化硅薄膜具有孔洞结构，与理想的折射率较为接近，从而增强透光率，透光率最高可达95.4%，通过增加透光率提高太阳能电池的光电转化效率，对普及太阳能电池的广泛应用起到一定的推动作用。

Description

一种太阳能电池减反射膜的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，特别是一种太阳能电池减反射膜的制备方法。
背景技术
相关研究表明，全世界的能源储备如煤炭资源和石油资源只能够供人类使用五十至七十年。因此，人类把越来越多的关注目光聚焦于理论上取之不尽用之不竭的太阳能，使其成为近几十年来，研究的热门课题之一。但目前如何缩小实际光电转换效率和理论光电转换效率的差距，进一步提高太阳能电池的光电转换效率依然是摆在人类面前的一道难题。
在太阳能电池的玻璃基板上镀制减反射膜，以期达到增加太阳光的透过率，提高太阳光的利用率，从而最终实现提高太阳能电池的光电转换效率的目的。传统方法是利用溶胶凝胶法制备二氧化硅减反射膜，该方法制备的二氧化硅减反射膜透光率提高不明显，太阳光的透过率在93%以下，仅比不镀减反射膜的透光率提高1%，另外，由于二氧化硅表面含有大量羟基，容易吸收空气中的水分而使得其与玻璃基板的附着力较差，从而影响薄膜的减反射性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池减反射膜的制备方法，该方法所制备的减反射膜与玻璃基板附着力强，而且透光率提高明显。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的，一种太阳能电池减反射膜的制备方法，其特征在于，利用二氧化硅与聚苯乙烯球模板的静电吸附作用在衬底压花玻璃上形成层状结构，经烘干固化、钢化除去聚苯乙烯球模板后得到二氧化硅减反射膜；制备方法包括以下步骤：
1）采用溶胶凝胶法合成二氧化硅溶胶，并于室温下陈化；
2）将二氧化硅溶胶与聚苯乙烯球按体积比1：（1-3）混合均匀，放置室温下陈化；
3）利用旋涂镀膜机在压花玻璃上旋涂上述陈化后的混合溶胶；
4）涂胶后的压花玻璃经烘干、钢化，最后在室温下冷却得到二氧化硅减反射膜。
所述聚苯乙烯球的直径为100-300纳米。
所述步骤1）中二氧化硅溶胶的陈化时间为5-8天。
所述步骤2）中二氧化硅与聚苯乙烯球混合溶胶的陈化时间应为8-10天。陈化时间过短无法形成层状结构，陈化时间过长溶胶凝聚现象严重。
所述步骤3）中旋涂混合溶胶2-5层。
所述步骤4）中烘干处理温度为100-150℃，钢化处理温度为400-500℃，钢化时间2小时。
有益效果：本发明提供了一种成本低廉、工艺简单的太阳能电池减反射膜制备方法，由于二氧化硅与聚苯乙烯球之间的静电吸附形成二氧化硅·聚苯乙烯结构，聚苯乙烯球的疏水性使得二氧化硅不易与空气中的水分结合，从而提高了薄膜与基板之间的附着力；薄膜的减反射性能与其折射率有关，理想的折射率为1.23。折射率不仅和减反射膜材料自身有关，还与薄膜的微结构有着密切的关联，由于本发明钢化后形成的二氧化硅薄膜具有孔洞结构，使得其与理想的折射率1.23十分接近，从而增强透光率，透光率最高可达95.4%，通过增加透光率提高太阳能电池的光电转化效率，对普及太阳能电池的广泛应用起到一定的推动作用。
具体实施方式
本发明是将二氧化硅溶胶与聚苯乙烯球按体积比1：（1-3）充分混合均匀后，将混合溶胶旋涂到压花玻璃上，利用二氧化硅与聚苯乙烯球模板的静电吸附作用在衬底压花玻璃上形成层状结构，经烘干固化、钢化除去聚苯乙烯球模板后得到二氧化硅减反射膜。
实施例一：
采用溶胶凝胶法合成二氧化硅溶胶，并于室温下陈化5-8天，取10 ml 二氧化硅溶胶与10 ml聚苯乙烯球，在磁力搅拌作用下充分混合均匀，并在室温下陈化8-10天。将配置好的混合溶胶旋涂到压花玻璃上3层，经100℃条件下烘干处理五分钟，放入钢化炉在500℃条件下钢化2小时，室温冷却后得到二氧化硅减反射膜。
实施例二：
采用溶胶凝胶法合成二氧化硅溶胶，并于室温下陈化5-8天，取10 ml 二氧化硅溶胶与20 ml聚苯乙烯球，在磁力搅拌作用下充分混合均匀，并在室温下陈化8-10天。将配置好的混合溶胶旋涂到压花玻璃上4层，经120℃条件下烘干处理五分钟，放入钢化炉在400℃条件下钢化2小时，室温冷却后得到二氧化硅减反射膜。
实施例三：
采用溶胶凝胶法合成二氧化硅溶胶，并于室温下陈化5-8天，取15 ml 二氧化硅溶胶与20 ml聚苯乙烯球，在磁力搅拌作用下充分混合均匀，并在室温下陈化8-10天。将配置好的混合溶胶旋涂到压花玻璃上5层，经150℃条件下烘干处理五分钟，放入钢化炉在500℃条件下钢化2小时，室温冷却后得到二氧化硅减反射膜。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种太阳能电池减反射膜的制备方法，其特征在于，利用二氧化硅与聚苯乙烯球模板的静电吸附作用在衬底压花玻璃上形成层状结构，经烘干固化、钢化除去聚苯乙烯球模板后得到二氧化硅减反射膜；制备方法包括以下步骤：
1）采用溶胶凝胶法合成二氧化硅溶胶，并于室温下陈化；
2）将二氧化硅溶胶与聚苯乙烯球按体积比1：（1-3）混合均匀，放置室温下陈化；
3）利用旋涂镀膜机在压花玻璃上旋涂上述陈化后的混合溶胶；
4）涂胶后的压花玻璃经烘干、钢化，最后在室温下冷却得到二氧化硅减反射膜。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池减反射膜的制备方法，其特征是：所述聚苯乙烯球的直径为100-300纳米。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池减反射膜的制备方法，其特征是：所述步骤1）中二氧化硅溶胶的陈化时间为5-8天。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池减反射膜的制备方法，其特征是：所述步骤2）中二氧化硅与聚苯乙烯球混合溶胶的陈化时间应为8-10天。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池减反射膜的制备方法，其特征是：所述步骤3）中旋涂混合溶胶2-5层。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池减反射膜的制备方法，其特征是：所述步骤4）中烘干处理温度为100-150℃，钢化处理温度为400-500℃，钢化时间2小时。
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