CN103943691A - 自清洁太阳能电池减反膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及减反膜领域，尤其涉及一种太阳能电池减反膜。一种自清洁太阳能电池减反膜，以透明钢化玻璃为基材，该减反膜共有三层，从靠近透明钢化玻璃一侧向外逐渐为二氧化硅膜层、二氧化钛膜层、二氧化硅膜层；以800nm波长为参考波长，所述靠近透明钢化玻璃的一层二氧化硅膜层采用溶胶凝胶法，光学厚度为四分之一参考波长；二氧化钛膜层采用采用磁控溅射镀膜，光学厚度为二分之一参考波长；外侧的二氧化硅膜层采用磁控溅射镀膜，光学厚度为四分之一参考波长。本发明充分利用了二氧化钛的光催化自洁功能和纳米级二氧化硅的疏水性，能提高1%的光转化率，还能提高减反膜玻璃的耐用性，有利于太阳能电池板的长期户外应用，大大节约了太阳能发电的成本。

Description

自清洁太阳能电池减反膜
技术领域
本发明涉及减反膜领域，尤其涉及一种太阳能电池减反膜。
背景技术
    太阳能作为一种清洁的可再生新能源，越来越受到各个国家的重视，太阳能电池板为了能提高对350～1000nm响应区范围内的光波吸收能力，通常会设置在晶体硅片的受光表面覆盖多层设计的减反膜，另外为了对脆弱的电池板进行保护，还将一层透明的钢化玻璃用EVA胶膜贴覆在太阳能电池板上。
透明钢化玻璃通常透光率至多只有90%左右，无形中影响了太阳能电池板的发电能力，所以需要在透明钢化玻璃上同样设置减反膜，而因为钢化玻璃上的减反膜外露，减反膜受到日晒雨淋后，很容易造成效率损失，雨水和污粘附在钢化玻璃表面上时，也不易清洁，此外现有的减反膜大多是以可见光敏感区域，即550nm波长左右的区域为减反目标区，并不是很适用于太阳能电池板的工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自清洁太阳能电池减反膜，该减反膜利用了二氧化钛的光催化自洁功能和纳米级二氧化硅的疏水性，提高了减反膜玻璃的耐用性，有利于太阳能电池板的长期户外应用，大大节约了太阳能发电的成本。
本发明是这样实现的：一种自清洁太阳能电池减反膜，以透明材料为基材，该减反膜共有三层，从靠近透明材料一侧向外逐渐为二氧化硅膜层、二氧化钛膜层、二氧化硅膜层；以800nm波长为参考波长，所述靠近透明材料的一层二氧化硅膜层采用溶胶凝胶法，光学厚度为四分之一参考波长；二氧化钛膜层采用采用磁控溅射镀膜，光学厚度为二分之一参考波长；外侧的二氧化硅膜层采用磁控溅射镀膜，光学厚度为四分之一参考波长。
所述二氧化钛膜层镀膜具体步骤为：磁控溅射时采用直流/射频电源，真空度3.5×10-2帕~5.5×10-2帕，溅射电压400~450V，磁场强度500G，工艺气体采用Ar-O2混合气体，混合气体中氩气：氧气的体积比为2:1，二氧化钛膜层厚度为172.4nm，沉积时使透明钢化玻璃基材的温度保持在95℃~98℃。
所述外侧的二氧化硅膜层镀膜具体步骤为：靶材采用疏水型纳米二氧化硅，磁控溅射时采用直流/射频电源，真空度4.0×10-3帕~4.5×10-3帕，溅射电压400~450V，磁场强度800G，工艺气体采用氩气，SiO2膜层厚度为137nm，沉积时使透明钢化玻璃基材的温度保持在95℃~98℃。
本发明提供了一种自清洁太阳能电池减反膜，该减反膜将800nm~900nm的光波区作为减反参考区，充分利用了二氧化钛的光催化自洁功能和纳米级二氧化硅的疏水性；将本减反膜应用到太阳能电池以后不但能提高1%的光转化率，还能提高减反膜玻璃的耐用性，有利于太阳能电池板的长期户外应用，大大节约了太阳能发电的成本，具有广泛的推广应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种自清洁太阳能电池减反膜，以透明材料为基材，基材可以选用透明钢化玻璃、PC、PS、PMMA；在本实施例中，基材选用透明钢化玻璃，通常来说太阳能电池对于波长小于350nm的紫外线和波长大于1150nm的红外线无响应，而响应的峰值出现在800nm~900nm，本发明涉及的反膜共有三层目的是重点提高响应峰值区的透过率，从靠近透明钢化玻璃一侧向外逐渐为二氧化硅膜层、二氧化钛膜层、二氧化硅膜层；
以800nm波长为参考波长，所述靠近透明钢化玻璃的一层二氧化硅膜层使用采用溶胶凝胶法，光学厚度为四分之一参考波长，膜层厚度为137nm；虽然溶胶凝胶法制得的二氧化硅膜层表面含有大量的极性羟基容易吸收水分和污物导致透过率下降，但是该方法设备简单成本低，在本发明因为该层不与外界接触，不会影响到本减反膜的耐用性。
二氧化钛膜层采用采用磁控溅射镀膜，光学厚度为二分之一参考波长，二氧化钛膜层厚度为172.4nm；所述二氧化钛膜层镀膜具体步骤为：磁控溅射时采用直流/射频电源，真空度3.5×10-2帕~5.5×10-2帕，溅射电压400~450V，磁场强度500G，工艺气体采用Ar-O2混合气体，混合气体中氩气：氧气的体积比为2:1，沉积时使透明钢化玻璃基材的温度保持在95℃~98℃；二氧化钛具有较高的紫外线吸收能力，在光的照射下作为催化剂能将薄膜表面的污物、细菌进一步氧化变成气体或者很容易被冲洗的物质；
外侧的二氧化硅膜层采用磁控溅射镀膜，光学厚度为四分之一参考波长，膜层厚度为137nm；所述外侧的二氧化硅膜层镀膜具体步骤为：靶材采用疏水型纳米二氧化硅，采用苏州汇智真空科技有限公司的LG31999，磁控溅射时采用直流/射频电源，真空度4.0×10-3帕~4.5×10-3帕，溅射电压400~450V，磁场强度800G，工艺气体采用氩气，沉积时使透明钢化玻璃基材的温度保持在95℃~98℃。
经过试验原透明钢化玻璃基材的400nm~1100nm范围内光波透过率90%，800nm~900nm范围内光波透过率87%；本发明的减反膜后400nm~1100nm范围内光波透过率93%，800nm~900nm范围内光波透过率98%，实际提高太阳能电池板光转化率1%。
用沾有乙醇的脱脂棉反复擦洗减反膜50次，透过率无影响，耐腐蚀耐摩擦性能良好。

Claims (3)

1.一种自清洁太阳能电池减反膜，以透明材料为基材，该减反膜共有三层，从靠近透明材料玻璃一侧向外逐渐为二氧化硅膜层、二氧化钛膜层、二氧化硅膜层；其特征是：以800nm波长为参考波长，所述靠近透明材料的一层二氧化硅膜层采用溶胶凝胶法，光学厚度为四分之一参考波长；二氧化钛膜层采用采用磁控溅射镀膜，光学厚度为二分之一参考波长；外侧的二氧化硅膜层采用磁控溅射镀膜，光学厚度为四分之一参考波长。
2.如权利要求1所述的自清洁太阳能电池减反膜，其特征是，所述二氧化钛膜层镀膜具体步骤为：磁控溅射时采用直流/射频电源，真空度3.5×10-2帕~5.5×10-2帕，溅射电压400~450V，磁场强度500G，工艺气体采用Ar-O2混合气体，混合气体中氩气：氧气的体积比为2:1，二氧化钛膜层厚度为172.4nm，沉积时使透明钢化玻璃基材的温度保持在95℃~98℃。
3.如权利要求1所述的自清洁太阳能电池减反膜，其特征是，所述外侧的二氧化硅膜层镀膜具体步骤为：靶材采用疏水型纳米二氧化硅，磁控溅射时采用直流/射频电源，真空度4.0×10-3帕~4.5×10-3帕，溅射电压400~450V，磁场强度800G，工艺气体采用氩气，SiO2膜层厚度为137nm，沉积时使透明钢化玻璃基材的温度保持在95℃~98℃。
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