CN107207328A - 涂布基材的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了涂布基材的方法。所述方法包括以下步骤：提供具有第一表面的基材；提供包含颗粒的颗粒基涂料组合物；将所述涂料组合物涂覆到所述基材的第一表面的至少一部分上；以及将所述基材的第一表面上的所述颗粒基涂料组合物转化为厚度为50nm‑25μm的功能性涂层，所述厚度是在扫描电子显微镜(SEM)中沿着横截面测量的，其中所述颗粒基涂料组合物包含纳米颗粒，且转化所述颗粒基涂料组合物涉及加热至少部分所述涂料组合物的高强度能量源，其中所述高强度能量源选自某些CO2激光器和火焰阵列。此外，还公开了用于制备涂层的装置。

Description

涂布基材的方法
技术领域
本发明涉及涂布基材的方法。更具体而言，本发明涉及制造具有功能性涂层(例如光学涂层)的基材的方法、经涂布基材以及用于制造经涂布基材的装置。
发明背景
可以在需要高透光性的表面(例如，显示器基材和光伏模块的盖玻璃)上提供光学涂层(例如，抗反射(AR)涂层)。AR涂层可以基于溶胶-凝胶。可以将这种涂料涂覆在盖玻璃板上，然后制造具有连续沉积的光伏模块、输送并在低于经涂布基材的熔点(例如600-700℃)的温度下烘箱固化(本文也称为转化)，随后组装光伏模块。这允许连续且负担得起的方法。可以应用600-700℃的高温以确保玻璃基材回火(若需要的话)，并确保适当的光学性能和/或机械性能、良好的涂层耐久性和适当去除任何有机组分(如溶剂、表面活性剂、粘度调节剂和聚合物)。然而，在组装之前涂布使新涂层暴露于随后的生产过程(其中经涂布基材被用于例如制造光伏模块)中的损坏，例如刮擦问题。例如，在与运输设备(如输送辊或皮带、机器人处理器等)接触期间，和/或在将经涂布玻璃应用于组装体时或者将活性层涂覆在与涂层相对的玻璃表面上时，可引起损坏。例如，US 2010 015433中公开了需要这种高温烘箱转化处理的涂料组合物的实例。
可以在靠近生产线端部的光伏模块组装体上，即在盖玻璃已并入组装体中之后提供AR涂层。在这种情况下，在经涂覆涂料组合物的烘箱固化期间可以应用的温度和时间受到形成组装体的一部分的热敏组件的限制，并且这些组件的暴露应限制在低于约例如100-150℃和少于约例如10-30秒的时间。模块中存在的热敏材料的实例有聚合物包封剂和/或背板材料和任选的(边缘)密封材料和任选的半导体或透明导电氧化物(TCO)或导电层。存在其中应用所谓的皮肤加热技术来获得250℃-300℃左右的表面温度的实例，然而，在这种工艺条件下处理的溶胶-凝胶基涂层可能会因为涂料组合物转化不完全而显示一些问题，例如耐久性或光学性能降低。
US 8,815,340公开了提高结晶度或微晶(作为导电薄膜或半导电薄膜的沉积的一部分)尺寸的方法。在玻璃基材表面上提供薄膜，然后通过具有多个线性火焰处理设备的热源处理基材，每个火焰处理设备的长度必须小于或等于玻璃基材宽度的三分之一。在US 8,815,340中，基材的弯曲被指示主要的处理复杂性，这种复杂性仅能通过使用所需设置的燃烧器来克服-或者实际上限于小于150mm的弯曲。
DE102009018908公开了封闭多孔抗反射涂层的最外表面部分中的孔的方法，所述方法包括借助于红外辐射、UV辐射、热处理、激光烧结或微波辐射来加热表面。
发明目标
本发明的一个目标是提供改进的涂布基材的方法。
在本发明的另一方面，本发明的目标是提供改进的经涂布基材。
在本发明的另一方面，本发明的目标是提供改进的用于涂布基材的装置。
改进可以例如是：不用将所有基材加热至高温，但获得高温转化涂料组合物的一个或多个优点，或本发明的另一特征。
发明公开内容
在本发明的第一方面，通过根据权利要求1所述的方法来实现所述目标。
另一方面涉及根据权利要求13所述的装置。
附图简介
以下将参照示例性实施方式以及附图更充分地解释本发明，其中
图1示出了用于涂布基材的装置和方法的示意流程图，且
图2示出了3.2mm浮法玻璃的光学特性，
图3示出了经涂布模块和未涂布模块的瞬间高压试验结果，
图4示出了表面粗糙度试验结果，
图5示出了各种火焰阵列，
图6示出了处理基材时倾斜火焰阵列的简图，
图7示出了具有高度可调火焰阵列和反馈回路的火焰转化单元的一种实施方式，
图8示出了经涂布基材的光学特性，
图9示出了机械检测经涂布基材涂层后的传输损失，
图10示出了经涂布的薄柔性玻璃基材的光学特性，且
图11示出了未转化涂层和通过烘箱、火焰和激光器转化而转化的涂层的钠含量曲线。
所有附图均仅示出阐明本发明所必需的步骤，其它部分被省略或仅仅一带而过。
详细说明
“颗粒基涂料组合物”在本文中是指包含许多固体颗粒和溶剂(和任选的添加剂例如粘合剂、粘度调节剂和表面活性剂)的涂料组合物，例如在悬浮液中。颗粒可以是例如玻璃颗粒、金属氧化物或在涂料组合物转化成涂层期间至少暂时形成颗粒的涂料前体。这种固体颗粒的实例由粒径为1-150nm的纳米颗粒组成，例如致密的(即非多孔的或中空的)纳米颗粒(例如1-5nm的溶胶-凝胶玻璃颗粒)，中空颗粒，例如内部具有例如空气或溶剂的二氧化硅-玻璃基壳以及具有含聚合物的核和二氧化硅-玻璃或二氧化硅玻璃前体壳的核-壳颗粒(例如从WO2008/028641已知的，通过引用并入本文)。
“组装体”在本文中是指部分或完全组装的光伏模块，其包含至少两种元件，所述元件选自形成基材的第一表面的至少一部分的玻璃元件、薄膜透明导电层和/或半导体层、背板、密封剂、包封剂、导电膜、布线、接线盒和框架。背板可以例如包括玻璃、聚合物膜或提供特定光伏模块设计和应用领域所需的背板性质的其它材料，其在本领域是已知的。优选组装体是不包含框架和/或接线盒的部分组装的光伏模块，这是因为人们发现：在将框架和接线盒连接到部分组装的光伏模块之前涂布这种组装体是有利的。
可以通过本领域已知的技术来涂覆涂料组合物，例如浸涂、辊涂、吻涂、狭缝模具式涂布、幕式涂布、喷涂、幕式涂布和气溶胶涂布。热处理也可以用于以可控方式由物理蒸气沉积层或化学蒸气沉积层沉积的热处理或烧结层，任选地同时进行涂料组合物的转化。
基材是固体材料。优选地，基材是玻璃元件或聚合物元件，例如玻璃片元件或聚合物片元件。更优选地，基材是选自浮法玻璃、化学强化浮法玻璃、硼硅酸盐玻璃、结构玻璃、钢化玻璃和薄柔性玻璃的玻璃元件，以及包括玻璃元件的基材，例如部分或完全组装的光伏模块和包括玻璃元件的组装体。“薄柔性玻璃”在本文中是指厚度在例如20-250μm(例如50-100μm)范围内的玻璃片。优选地，部分或完全组装的光伏模块是这样的模块，其包含形成基材的第一表面的至少一部分的玻璃元件。应当意识到，本方法允许：不允许将大部分基材加热至使基材组分降解的温度的基材的涂布。所述降解可以例如通过以下过程发生：使基材暴露于高于200℃、例如高于300℃、例如约600℃持续几分钟，这是将溶胶-凝胶基涂料组合物常规转化为功能性涂层所需的。此外，观察到：转化组装体上而非单独的盖玻璃上的涂料组合物导致转化步骤期间基材的弯曲较小。转化期间的弯曲减小是有利的，因为它可导致转化更均匀或对组装体的损坏(风险)较小。理论上可以认为(但不限于此)，这可能与模块比单独的盖玻璃在结构上更稳定有关-对于薄玻璃应用尤其如此。因此，用于根据本发明方法的优选基材是钢化玻璃、化学强化玻璃和包含温度敏感组件的基材，例如部分或完全组装的光伏模块。
“功能性涂层”在本文中是指增强功能性涂层所附着的基材的机械性能、光学性能、防污性能、耐久性、耐候性和/或电气性能的粘合涂层。增强的机械性能是例如与基材的机械性能相比，表面硬度提高，刚度或磨损性能提高；增强的光学性质是例如与从空气直接穿过基材的透光率相比，从空气穿过功能性涂层和基材的透光率提高，且与从空气直接到基材的反射率相比，从空气到功能性涂层和功能性涂层到基材的界面的反射率降低；增强的防污性能是例如经涂布表面上的颗粒积累减少；增强的电气性能是例如与未转化的涂层和/或未涂布的基材相比，导电性提高。
“基材的第一表面”在本文中是指基材的整个表面或其部分。对于片状基材而言，第一表面因此可以指片材的整个一面或片材一侧的选定部分。
在本发明的第一方面，颗粒基涂料组合物包含纳米颗粒，优选地涂料组合物包含含有金属氧化物或金属氧化物前体的溶胶-凝胶，更优选地涂料组合物包含核-壳纳米颗粒，其具有包含聚合物的核材料和包含金属氧化物的壳材料。
包含纳米颗粒的涂料组合物例如是下述涂料组合物，其具有尺寸范围为10-200nm的二氧化硅和/或金属氧化物颗粒，以及任选的致孔剂，例如有机纳米颗粒，该有机纳米颗粒在转化期间被除去并因此形成功能性涂层中的多孔性，或中空(无机)颗粒。转化之后，在二氧化硅和/或金属氧化物颗粒之间或致孔剂被除去之处形成多孔结构。包含纳米颗粒的涂料组合物的其它实例是涂料组合物的优选实施方式。
包含含有金属氧化物或金属氧化物前体的溶胶凝胶的涂料组合物例如是具有预低聚金属氧化物前体(例如，原硅酸四甲酯、原硅酸四乙酯、金属醇盐，例如甲醇铝或乙醇铝)的涂料组合物。这种涂料组合物还可以包含其它(非溶胶-凝胶)颗粒，例如金属氧化物颗粒或致孔剂。包含溶胶凝胶的涂料组合物的其它实例是涂料组合物的优选实施方式。
涂料组合物包含核-壳纳米颗粒，其具有包含聚合物的核材料和包含金属氧化物的壳材料，例如WO2008/028640中所述的涂料组合物。
在将涂料组合物转化为功能性涂层(例如光学抗反射涂层)时，优选地，聚合物材料以及其它有机材料(若存在于所涂覆涂层中的话)被除去并形成金属氧化物网络，例如二氧化硅网络或包含硅的金属氧化物。应当理解，在该领域中，二氧化硅被视为金属氧化物，且术语“二氧化硅网络”在本文中包括包含-O-Si-O-型键合的混合金属氧化物的网络。通常，在转化炉或固化炉(例如，隧道式炉或回火炉)中进行转化，其中聚合物和其它有机材料(若存在于所涂覆涂层中的话)需要几分钟来蒸发、解聚或经历热解，所有这些均涉及有机组分的体积的成倍增加，并且可以形成金属氧化物网络。出乎意料地发现：可以以非常快的速度进行这种方法，而不会损害功能性涂层的结构，即获得与通过常规转化在转化炉中实现的结构相同或相似的结构，例如孔结构。特别地，出乎意料地发现：当转化颗粒基涂料组合物涉及如权利要求中所限定的高强度能量源加热时，可以从核-壳纳米颗粒中除去聚合物核材料，并将包含核-壳有机-无机纳米颗粒的涂料组合物转化为包含中空壳的功能性涂层，即不损害壳-核结构的壳部分。获得功能性涂层所需的短时间是特别出乎意料的，这是因为一般而言，通常认为溶胶-凝胶二氧化硅涂料需要延长的时间来获得有用的涂层，理论上可认为这是由从涂料组合物转化为基材上的功能性涂层涉及-Si-O-Si-键的断裂/形成引起的(但不限于此)。
在扫描电子显微镜(SEM)中沿着横截面测量功能性涂层的涂层厚度。转化的功能性涂层的厚度优选为50nm-25μm。该范围的最高部分，例如1μm-25μm，例如有利于功能性涂层改善基材的机械性能或阻挡性能。该范围的最低部分，例如50-300nm或50-250nm，特别有利于功能性涂层改善基材的光学性能。
在本发明的一个方面，高强度能量源是下述能量源，其能够以至少1000℃/s的加热曲线使基材上部分涂料组合物的温度升高至表面温度为至少800℃，并使温度保持在600℃以上持续0.5-5秒。高能量源的实例有火焰阵列和高能激光器。应该注意，常规的隧道式炉不是高强度能量源，因为这种炉不允许这么快地加热涂料组合物。
所述激光器是能够向处理面积上提供100W-10000W功率的CO2激光器。优选地，处理面积通过激光束在处理面积上重复扫描来实现。处理面积是一次激光束扫描期间所覆盖的区域，换句话说，处理面积表示重复扫描的激光的总目标区域。无论扫描速度如何，激光器的能量输出都分配到该区域，并且在转化期间，基材例如通过其被输送器移动而穿过该区域移动，或者该区域例如通过移动激光的(机器人)臂而在样品上移动。为了实现具有足够高的功率密度以达到发生转化所需的温度与对基材的损坏有限或者不损坏基材之间的良好平衡，发现目标区域应为0.25cm2-30cm2、优选地1.5cm2-15cm2、例如最优选地2cm2-12cm2，且功率密度(即功率除以处理面积)应为100W/cm2-1000W/cm2。
火焰阵列是递送一行或多行火焰或者一个或多个扩展的火焰区域的单元，所述火焰通常布置得如此紧密以至于它们形成一个火焰片或火焰壁。火焰阵列的功率应在每米火焰阵列5kW-100kW、优选地15kW/m-75kW/m、更优选地20kW/m-50kW/m，并且应朝向基材。“朝向基材”是指火焰时间不指向离开基材。发现使用期间从火焰阵列到基材的最小距离应为3mm-70mm、优选地3mm-30mm、更优选地4mm-20mm、更优选地5mm-15mm、例如6mm-12mm。最高距离对于热敏基材和薄柔性玻璃基材特别有用。
由于基材的背面或基材的元件可能是热敏感的，所以非常优选地，在涂料组合物转化为功能性涂层期间，布置在基材的第一表面相对面上的基材的第二表面保持低于200℃的温度，所述温度是利用热电偶测量的，所述热电偶通过透明胶带连接到表面或者所述热电偶嵌入基材下面的包封层或者以其它方式连接。更优选地，在基材的第一表面上的涂料组合物转化期间，第一基材的相对面保持低于150℃的温度，更优选地低于120℃的温度，最优选地低于100℃的温度。
在一种优选的实施方式中，在涂料组合物转化期间，标准样品的最高中心温度低于200℃。标准样品是如实施例21中所详述的其间布置有热偶合器的两个玻璃片的夹层结构。发明人发现：标准样品的最高中心温度提供了一种良好的导向工具，以鉴定具有盖玻璃的组装体上涂料组合物的典型转化可接受的转化条件，即鉴定防止基材劣化或使基材劣化保持在可接受水平的条件。特别地，如果处理包含热敏组件的组装体时使用所提供能量、处理面积、功率密度(W/cm2)、最小距离和样品速度(其与所选择的高强度能量源有关)的适当组合，则标准样品的最高中心温度是非常有用的测量方式。更优选地，在基材的第一表面上的涂料组合物转化期间，标准样品的最高中心温度低于150℃、更优选地温度低于130℃、更优选地温度低于120℃、最优选地温度低于100℃。
递送至涂层的能量取决于能量源数、基材速度、燃烧器到表面的距离、倾斜角度和通过次数。向涂层提供的总能量应足以使所涂覆的涂料配制物转化成功能性涂层，同时基材的第一表面的相对面保持温度低于200℃或优选地上文所示的较低的优选最高中心温度。已发现：使用如上所示和实施例21所述的标准样品能够很好地估计基材的第一表面相对面上的温度。
在将涂料组合物转化为功能性涂层的过程中，可能需要使用凭借如本文所定义的高强度能量源的更多后续处理以实现涂料组合物的完全转化。使用凭借高强度能量源的更多处理具有每种处理中需要较少能量的优点，因此通常可以减少转化期间基材的加热，从而降低基材失效的风险。后续处理可通过使用同一高强度能量源多次进行或通过连续布置几个高强度能量源而进行。优选使用最多3次连续处理，以确保转化速度和装置投资之间的平衡。
在一种优选的实施方式中，在转化期间，基材以至少0.5m/分钟的有效线速度连续地或半连续地移动。更高的速度是有利的，这是因为其允许通过一条生产线处理更多基材，因此优选地以至少0.75m/分钟的线速度、更优选以至少1m/分钟的速度进行处理。线速度通常小于20m/分钟，以确保稳定且可再现的加热曲线，并且优选地具有小于10m/分钟的线速度，例如小于5m/分钟的线性速度或小于4m/分钟的速度。例如可以通过使用多个高强度能量源(例如两个、三个、四个或多达10个高强度能量源)同时或连续处理基材或基材的一部分来实现最高有效线速度。达到高有效线速度的另一种方法是如例如图1e中所示，在两个或更多个平行台中进行转化。“有效线速度”在本文中是指进入转化台和离开转化台之间的基材的平均速度。因此，其中基材以1m/分钟的恒定速度连续移动的台具有1m/分钟的有效线速度。其中在机器方向上长1m的基材被处理1分钟同时基材静止或低速移动(例如通过相对于基材移动能量源或移动激光束的靶位点)的台具有1m/分钟的有效线速度，这是因为1m基材在1分钟内被处理。因此，从一条组装线进给并具有平行运行的两条转化线且基材在每条线上以0.5m/分钟的恒定速度连续移动的转化台也具有1m/分钟的有效线速度。在一种优选的实施方式中，线速度是恒定的，因此基材的有效线速度与基材的线速度相同。其中基材以0.5m/分钟的恒定速度连续移动且具有火焰阵列的(机器人)臂处理基材，同时火焰阵列在与基材相反的方向上以0.5m/分钟的恒定速度移动的转化台也具有1m/分钟的有效线速度，这是因为1m的基材在1分钟内被处理。
在一些情况下，例如，如果涂料组合物导电或半导电并且期望某种“布线”图案，或者如果基材的边缘不活跃，因此可以通过不涂布这些区域来节省涂料组合物，优选不涂布基材的整个侧面。然后可以以覆盖基材的第一表面的50-95％的模式涂覆涂料组合物。实现这一点的一种方法是：涂布方法还包括以下步骤：在涂覆涂料组合物之前，应用覆盖基材的第一表面的5-50％的模板元件。或者，可以通过以下方法来实现，所述方法还包括以下步骤：在转化基材的第一表面上的涂料组合物之前，在涂有所述涂料组合物的基材的第一表面上施加模板元件以覆盖所述基材的第一表面的5-50％。优选地，所述方法还包括以下步骤：回收被模板元件捕获的涂料组合物或者由于基材表面的模板元件覆盖部分，基材上未被转化的涂料组合物。
发明人发现：在一些情况下，在转化涂料组合物之前，在基材上或基材附近提供保护框架是有利的。特别地，当框架对基材的边缘上或其附近的热敏部件提供热保护时，情况正是如此。在一种方法中，在将涂料组合物涂覆在基材上这一步骤之前，向基材上或其附近施加保护框架。
本发明的第一方面中所述的方法可以用于不同类型的应用，然而，发现使用该方法涂布具有厚度为50nm-300nm的涂层的基材是非常有利的，因为这相当于可见光波长的约1/4，因此作为例如用于光伏模块和显示玻璃应用的AR涂层具有主要优点。涂层可以包含具有相同功能(例如抗反射，其中具有不同折射率的层可以导致涂层的抗反射性能整体改善)或不同功能(例如一个阻挡层和一个抗反射层)的一个或多个层。
发现高强度能量源为火焰是非常有利的，特别地发现线性火焰阵列是有利的。在转化期间，优选地可将所述线性火焰阵列布置为与基材的第一表面的机器方向呈一定角度。在图6中，示意性地示出了具有角度α的线性火焰阵列22的布置的实例。此外还发现：在转化期间，将火焰阵列布置为与基材第一表面的平面呈30-90°的角度α能够降低玻璃破裂的风险，当基材是玻璃片并因此不是组装体时尤其如此。特别地发现：在转化期间(如图6所示)，将阵列布置为与基材第一表面的平面呈30-80°、优选地60-75°的角度能够促进安全操作用于由玻璃组成的基材的火焰阵列。这意味着，在涂料组合物转化为功能性涂层期间，火焰尖端24指向方向28，即基材在输送器30上移动所朝向的方向。
对于由组装体组成的基材20，发现：优选地将火焰布置为与待处理的表面正交(即，角度α为90°)或呈非常接近正交的角度，例如角度α为80-90°，更优选地82-88°。
如上所述，发现使用火焰作为高强度能量源是有利的。然而，火焰的高强度可导致基材弯曲，发现至少部分补偿(compensate)基材弯曲非常有利于涂层质量。在一种方法中，通过使用火焰阵列来补偿基材弯曲，其中火焰阵列的至少一部分可垂直移置以适应转化期间基材的弯曲，例如通过在沿着火焰阵列的至少一个位置测量基材的弯曲并经由反馈回路相应地主动调整火焰阵列的距离和/或形状。图7中示出了根据这种实施方式的系统。此处，在转化期间将高度传感器26布置在组装体20的下面，当组装体弯曲时，通过高度传感器测量弯曲程度，然后相应地移动高能量热源22(例如火焰阵列)以保持火焰阵列与基材之间的距离恒定。发现使用频率为0.2-100Hz的反馈回路是合适的，优选的频率为1-15Hz。合适的设置如图7所示。在补偿基材弯曲的另一种方法中，阵列包含至少一个永久弯曲和/或分段的线性火焰阵列或永久弯曲的线性火焰阵列段。在机器方向旁视所看到的线性火焰阵列22的示意图的实例如图5所示，其中指出了火焰24。弯曲的线性火焰阵列22如图5a所示，分段线性火焰阵列22的实例如图5b所示，直线形火焰阵列的实例如图5c所示。另一种有用的方法是通过调节火焰长度和/或温度来补偿，例如通过调节沿着火焰阵列长度(未示出)的喷嘴开口、气体压力或组成。
所使用的气体优选地是负担得起的可燃气体或气体混合物(即可燃气体和氧源，例如空气或氧气)。优选的气体是天然气、天然气/空气混合物、氢气、氢气/空气、氢气/氧气混合物、丙烷、丙烷/空气混合物、乙炔、乙炔/空气混合物。混合物的优点在于：因为仅需要调节一种气体的流量，所以释放的能量容易预测。与氧源就地(onsite)混合的气体的优点在于：可以自由调节气体的比例，因此可以容易地根据对所用涂料组合物的需要使用还原气体混合物和氧化气体混合物。
本发明的另一方面涉及光伏模块，其包含根据本发明的第一方面涂布的基材。基材可以是盖玻璃或包含盖玻璃和一个或多个如本文其它之处所公开的其它元件的组装体。
该装置适合于向基材提供功能性涂层，所述装置包含：涂料涂覆台，其用于将颗粒基涂料组合物涂覆到基材的第一表面上；转化台，其用于将基材的第一表面上的颗粒基涂料组合物转化为功能性涂层；组装台，其用于提供至少一个与基材的第二表面相连的元件，所述元件选自背板、包封剂、导电膜、布线、控制箱和框架；基材输送器，其用于在至少两个所述台之间运输基材；其中至少一个组装台被连续布置在所述涂料涂覆台之前，并且其中所述转化台包含选自激光器和火焰阵列的高强度能量源。在这种实施方式中，发现：当高强度能量源包括火焰或激光器，例如一个或多个火焰阵列或一个或多个激光器时，是非常有利的。优选的是，连续布置在涂料涂覆台之前的至少一个组装台与涂料涂覆台和转化台内联(inline)布置，因此在这些台之间例如通过输送器并任选地经由缓冲台直接运输基材。然而，在一个实施方式中，连续布置在涂料涂覆台之前的至少一个组装台、涂料涂覆台和转化台与至少一个其它台离线(offline)布置。在这种情况下，在下一个台中处理之前，可以将基材储存或运输或甚至运送到另一个位置。例如，组装台可以制备包含完整的光伏模块(除了框架和涂层之外)的基材，之后将基材离线运输到进行方法中其它步骤的位置(在同一建筑物或另一建筑物中，其它建筑物可以布置在隔壁或非常远的距离，例如邻镇、另一国家或另一大陆)。
在图1a中，示出了装置台的常规布置的实例，其中将涂料涂覆到基材4上并转化6成功能性涂层，然后转动基材，并在组装台8中组装模块的其它组件与经涂布的基材。这种布置具有以下问题：在组装模块之前已经涂覆了非常敏感的涂层，因此在组装步骤期间存在损坏涂层的风险。
在图1b中，示出了用于在基材上提供功能性涂层的根据本发明的装置的实例。通过基材输送器10向组装台8提供盖玻璃，其中在一个或多个组装台中向盖玻璃施加各种组件以形成基材。由于施加到盖玻璃的组件被施加到不同于应该涂覆功能性涂层的第一表面的盖玻璃的相对面，所以基材输送器11转动基材，然后将基材提供到涂覆台上。应当注意到，在与涂覆台分离的距离和时间中组装基材可能是有利的，例如在一个设备中制备基材，在另一个设备中涂覆涂料。在这种情况下，在组装台和涂覆台之间添加基材预处理步骤(例如洗涤步骤、干燥步骤和/或表面活化步骤，例如等离子体清洁/活化或电晕处理)是非常有利的，因为发现这改善了最终功能性涂层的质量。图1c中示出了在预处理台2中的基材预处理步骤的这种布置。如果使用基材预处理步骤，则优选在进行基材预处理步骤之后立刻将涂料组合物涂覆到基材的第一表面。基材输送器10优选地是自动化的并且在整个装置中连续地或半连续地工作，但是手工劳动也可以通过手动地将基材运输到装置的台以及从和/或通过装置的台运输来作为基材输送器。在涂覆台4中，将涂料组合物涂覆到基材的第一表面。涂覆台的实例有喷涂台、辊涂台、狭缝模具式涂布台、吻涂台、幕式涂布台、气溶胶涂布台和浸涂台。然后，通过基材输送器10将涂层运输到转化台6。转化台例如是火焰转化台或激光转化台。在转化台之后，功能性涂层(例如AR涂层)已经准备就绪。在一些情况下，可以需要在如图1c所示的单独步骤中额外组装，例如施加框架、布线或连接控制组件。
应当注意到，预处理步骤也可以有利地包含在根据本发明的装置的其它实施方式中。
所述装置还可以包含缓冲台9，其布置在通过输送器10、11连接的其它台2、4、6、8之间。这种缓冲台9可以例如考虑台内的不同处理速率，或者防止一个台暂时停止时更多台的停止。图1d中示出了根据本发明并具有缓冲台的装置。此处，缓冲台9被布置在于涂布台4中涂布涂层之后，以及转化台6之前。
输送器10、11优选地将基材从一个台2、4、8、8、9内联运输到相同或不同台类型的另一台2、4、6、8、9。“内联”在此处包括其中缓冲台布置在通过输送器连接的台之间的情况。这种缓冲台可以例如考虑台内的不同处理速率，或者防止一个台暂时停止时更多台的停止。输送器也可以将基材从一个台2、4、6、8、9离线运输到另一台2、4、6、8、9。在这种情况下，可以将基材储存或运输或甚至运送到另一个位置，然后在下一个处理台进行处理。这种离线方法的一个实例是：基材为组装体，组装体在一个位置被组装，并且稍后在另一个位置进行在基材上涂覆涂料和涂料组合物的转化。
在一个实施方式中，如果一个台比其它台显著更快或更慢，则可以并行地布置相同类型的台。根据该概念的装置如图1e所示，其中涂料转化在两个分离的转化台中进行。
根据本发明的一个方面的装置(其中基材是包含大部分或所有待布置在不同于第一表面(待涂覆涂料之处)的盖玻璃的相对面上的元件的组装体)的巨大优点在于：可以使用在涂料涂覆台之前的至少一个台中与基材的第一表面相互作用的基材输送器，且基材输送器不与在涂料涂覆台中及涂料涂覆台之后的基材的第一表面相互作用。此处，“与第一表面相互作用”表示基材输送器的一部分直接或经由保护元件接触第一表面的至少一部分。这允许在组装期间相对简单且安全地处理基材，并且允许在涂覆和转化涂料组合物期间相当简单的处理，因为基材输送器然后可以与基材的背面和任选的边缘相互作用。换句话说，在输送基材期间，不存在必须接触敏感涂层的时间。
实施例
实施例1：将涂料组合物涂覆到浮法玻璃基材(标准玻璃)上
在受控的相对湿度(低于40％)和20-25℃的室温下，使用MP Coat AR T1涂料组合物(可从DSM商购获得，荷兰；MP Coat AR T1以前以商品名出售)，通过以3.5mm/s的浸涂速度浸涂来单面涂布浮法基材(来自Pilkington，10×20cm，标准K边缘，厚度为3.2mm，组成符合DIN EN 572)。此后，在与涂布条件相同的条件(低于40％的RH和25℃)下，在室温下干燥基材24小时。
这产生了具有单面未转化的包含核-壳颗粒的溶胶-凝胶涂层的基材，所述核-壳颗粒具有包含聚合物材料的核和二氧化硅基壳，其中未转化涂层厚度低于300nm。
实施例2：将涂料组合物涂覆到具有浮法玻璃基材(模块)的组装体上
重复实施例1，不同之处在于：用具有未涂布盖玻璃的光伏模块代替基材并使用辊涂。尺寸为120x60x0.68cm。
实施例2产生了具有单面未转化的包含核-壳颗粒的溶胶-凝胶涂层的模块，所述核-壳颗粒具有包含聚合物材料的核和二氧化硅基壳，其中未转化涂层厚度低于300nm。
实施例3：通过火焰转化来转化在实施例1中获得的干燥涂料组合物
使用长度为10cm(即，比基材宽)的线性火焰阵列作为高强度能量源。以这种方式，阵列总是超过基材的边缘延伸。在这种设置中，基材在火焰阵列下以恒定的线速度移动。将火焰阵列以60°的角度定向，使得火焰指向玻璃移动所朝向的方向，如图6所示。基材与火焰阵列之间的距离为10mm。燃烧以24∶9混合的氢气(H2)与氧气(O2)的气体混合物产生约70kW/m的功率和约2800℃的理论火焰最高温度。在转化期间，利用通过胶带连接到基材背面的热电偶来测量基材背面的温度。测得的最高温度为122℃。
以65cm/分钟的速度处理来自实施例1的样品，得到了具有稳定出现的涂层的基材。
实施例4：通过火焰转化来转化在实施例2中获得的干燥涂料组合物
使用长度为60cm(即，比基材宽)的直线形火焰阵列作为高强度能量源。以这种方式，阵列总是超过基材的边缘延伸。在这种设置中，基材在火焰阵列下以恒定的线速度移动。将火焰阵列以30°的角度定向，使得火焰指向玻璃移动所朝向的方向，如图6所示。基材与火焰阵列之间的距离为20mm。燃烧丙烷(16nL/分钟)与空气(460nL/分钟)的气体混合物产生约25kW/m的功率和约1980℃的理论火焰最高温度。
以65cm/分钟的速度处理来自实施例2的8个样品，得到了具有稳定出现的涂层的基材。
实施例5(比较例)：通过火焰转化处理不含涂料组合物的基材
使用长度为60cm(即，比基材宽)的线性火焰阵列作为高强度能量源来处理实施例1中所用类型的未涂布基材。在这种设置中，基材在火焰阵列下以恒定的线速度移动。将火焰阵列以60°的角度定向，使得火焰指向玻璃移动所朝向的方向(如图6所示)，其中直线形火焰阵列与基材之间的距离为15mm。燃烧甲烷与空气的气体混合物产生20kW/m线性火焰阵列的功率和约1800℃的理论火焰最高温度。
这导致与未处理基材相比无视觉差异的基材。
实施例6(比较例)：通过火焰转化处理不含涂料组合物的基材
在与实施例4中所述相同的条件下处理实施例2中所用类型的未涂布基材。
这导致与未处理基材相比无视觉差异的基材。
实施例7(比较例)：在烘箱中转化实施例1的干燥涂料组合物
以常规方式通过在台式烘箱中于650℃加热3.5分钟来转化实施例1的样品。
这导致具有稳定出现的涂层的涂布基材。
实施例8：光学试验和瞬间高压试验
通过配备有积分球的UV-Vis分光光度法(来自Shimadzu的UV-2600)分析在实施例3、5和7中获得的样品的光学透射率。图2描绘了对于400-1200nm之间的波长，可见光谱和近红外光谱中的透射率曲线。观察到：根据本发明火焰转化的样品比通过常规烘箱处理转化的样品展示出更高的透射率。与未涂布玻璃相比，380-850nm波长范围内的平均透射率的改善对于烘箱转化的样品为2.9％，对于根据本发明火焰转化的样品为3.4％。
通过瞬间高压试验分析在实施例4和6中获得的样品：在根据IEC 60904-1∶2006和IEC 60904-3∶2008的标准试验条件下测量I-V曲线，根据IEC 60904-8测量光谱响应，然后根据IEC 60904-7计算光谱失配系数并校正I-V特征。图3中比较了玻璃基材的结果。观察到：相较于通过常规烘箱转化制备的样品，根据本发明火焰转化的样品的结果是等价的，在一些区域中甚至略好。
在图3a展示了未涂布光伏模块的IV曲线和PV曲线，用作参考。这种板在瞬间高压试验条件下的最大功率输出为99.3W。图3b描绘了如实施例6所述的未涂布的经处理的相似光伏模块的IV曲线和PV曲线，其显示出与瞬间高压试验条件下的最大功率输出相同的性能，为100.4W。图3c描绘了首先辊涂、然后干燥24小时、接着在实施例4的条件下火焰转化的相似光伏模块的IV曲线和PV曲线。这种板在瞬间高压试验条件下的最大功率输出为103.9W，即与未涂布模块相比，功率输出相对增益为4.6％。测量8个模块，平均最大功率输出为102.7W，即与未涂布模块相比，功率输出的平均相对增益为3.4％。图3d中总结了结果。
实施例9：表面粗糙度
使用硅悬臂以轻敲模式通过AFM(来自Bruker的MultiMode 8)表征在实施例3、5和7中获得的样品的表面形态。使用Nanoscope软件根据下式在2μm×2μm的表面上计算涂层的平均表面粗糙度和均方根表面粗糙度：
其中Zi是每个测量点的高度，n是给定区域内的点数。
图4中比较了玻璃基材的结果。观察到：相较于通过常规烘箱转化制备的样品，根据本发明火焰转化的样品的结果产生更高的表面粗糙度。
实施例10：激光作为高强度能量源
在受控的相对湿度(低于40％)和20-25℃的室温下，使用MP Coat AR T1涂料组合物(可从DSM商购获得，荷兰；MP Coat AR T1以前以商品名出售)，通过以4mm/s的浸涂速度浸涂来涂布厚度为3.2mm、10×20cm的浮法玻璃基材。此后，在与涂布条件相同的条件(低于40％的RH和25℃)下，在室温下干燥基材24小时。
干燥之后，使用具有1250W功率输出、5KHz恒定频率和10mm束直径的脉冲CO2激光器在10cm基材宽度上扫描来转化涂料组合物。因此，处理面积为10cm2，功率密度为125W/cm2。激光束按照间隔距离为4mm的平行线以200mm/s的速度扫描基材表面，导致从一条扫描线到下一条扫描线的激光处理重叠。因此样品速度为0.48m/分钟。这导致具有稳定出现的功能性涂层的涂布基材。
转化之后，使用测量UV-VIS区域中的光强度的纤维光学光谱仪(来自Avantes的AvantSpec128)测量功能性涂层的第一表面的归一化反射，并用未涂布且未处理的玻璃基材的第一表面的反射信号进行归一化。发现功能性涂层(激光转化之后)的归一化反射曲线在707nm波长处呈现最小值0.55％(即，未涂布玻璃的第一表面的反射的99.45％被阻止)。由于通过UV-VIS分光光度计(来自Shimadzu的UV-2401)测量的未涂布且未处理的玻璃基材的全反射(双面)在707nm波长处为8.856％，所以其相当于：单面涂有激光转化的涂料组合物的样品在707nm波长处的反射值为4.46％。
实施例11：激光作为高强度能量源
在受控的相对湿度(低于40％)和20-25℃的室温下，使用MP Coat AR T1涂料组合物(可从DSM商购获得，荷兰；MP Coat AR T1以前以商品名出售)，通过以4mm/s的浸涂速度浸涂来涂布厚度为3.2mm、10×20cm的浮法玻璃基材。此后，在与涂布条件相同的条件(低于40％的RH和25℃)下，在室温下干燥基材24小时。
干燥之后，使用具有1250W功率输出、5KHz恒定频率和10mm束直径的脉冲CO2激光器来转化涂料组合物。激光束按照间隔距离为4mm的平行线以200mm/s的速度扫描基材表面，导致从一条扫描线到下一条扫描线的激光处理重叠。处理面积为10cm2，功率密度为125W/cm2。样品速度为48cm/分钟。这产生在玻璃第一表面和功能性涂层之间的界面处形成微裂纹的有缺陷的功能性涂层，从而导致视觉外观差。
转化之后，使用测量UV-VIS区域中的光强度的纤维光学光谱仪(来自Avantes的AvantSpec128和Avalight-DHc)测量功能性涂层的第一表面的归一化反射，并用未涂布且未处理的玻璃基材的第一表面的反射信号进行归一化。尽管存在微裂纹以及所产生的差视觉外观，但发现功能性涂层(激光转化之后)的归一化反射曲线在689nm波长处呈现最小值0.49％。由于通过UV-VIS分光光度计(来自Shimadzu的UV-2401)测量的未涂布且未处理的玻璃基材的全反射在689nm波长处为8.864％，所以其相当于：激光转化样品在689nm波长处的反射值为4.45％，这类似于实施例10的值。
实施例12：激光作为高强度能量源
在受控的相对湿度(低于40％)和20-25℃的室温下，使用MP Coat AR T1涂料组合物(可从DSM商购获得，荷兰；MP Coat AR T1以前以商品名出售)，通过以4mm/s的浸涂速度浸涂来涂布厚度为3.2mm、10×20cm的浮法玻璃基材。此后，在与涂布条件相同的条件(低于40％的RH和25℃)下，在室温下干燥基材24小时。
干燥之后，使用具有1250W功率输出、5KHz恒定频率和10mm束直径的脉冲CO2激光器来转化涂料组合物。处理面积为10cm2，功率密度为125W/cm2。激光束按照间隔距离为4mm的平行线以175mm/s的速度扫描基材表面，导致从一条扫描线到下一条扫描线的激光处理重叠。样品速度为42cm/分钟。这导致玻璃基材在激光转化期间破裂。
实施例13：高度调节
基材如实施例2所述。
转化条件：在设置中，在线性火焰阵列下以恒定的线速度移动基材。将火焰阵列以α＝85°的角度定向，使得火焰指向玻璃移动所朝向的方向(如图6所示)。燃烧天然气和空气的气体混合物，产生的功率为18-21.5kW/m，理论火焰最高温度为约1960℃。通过K型热电偶和Testo 925测量的火焰最高温度为1180℃。火焰和基材之间的距离为8mm。
在有效线速度为60cm/分且初始火焰阵列与基材第一表面之间的距离为8mm的条件下处理两个模块。一个模块用自动高度调节处理，另一个模块不用自动高度调节处理。在火焰转化期间，模块由于第一表面(即，朝向火焰阵列的表面)的热膨胀而弯曲。在转化期间，使用自动高度调节处理的模块与火焰阵列没有接触，所述自动高度调节使用1Hz反馈回路，其包含放置在火焰阵列下方的测量转化期间基材的高度位移的传感器。通过Avantes单面反射计(具有Avalight-DHc和AvaSpec128的Avaspec-2048L光谱仪)测量的光学性质(Pilkington，50x50cm，厚度为3.2mm，组成符合DIN EN 572，被用作100％反射率参考材料)导致380-850nm范围内的平均相对反射率为19％(即，具有火焰转化涂料组合物的样品的反射率为未涂布样品的反射率的19％)。未经自动高度调节处理的模块弯曲超过8mm，并且由于与火焰阵列接触而被严重划损，因此不再有用。
实施例14：倾斜角度α的影响
如实施例13中所述，使用天然气和空气的气体混合物，利用65厘米宽的线性火焰阵列对具有未涂布盖玻璃(尺寸为120×60×0.68cm)的光伏模块和浮法基材(来自Pilkington，60x82cm，标准K边，厚度为3.2mm，组成符合DIN EN 572)进行火焰处理。在速度为60cm/分钟且火焰阵列与基材第一表面之间的距离为15mm的条件下处理基材，并利用1Hz反馈回路进行火焰阵列的自动高度调节。表中给出了用于实验的燃烧器的倾斜角度以及角度对玻璃/模块的影响。结果示于表1。
表1
基材类型 倾斜角度90° 倾斜角度60°
浮法玻璃 破裂 无破裂
PV模块 无破裂 无破裂
实施例16：火焰转化
在受控的相对湿度(低于40％)和20-25℃的室温下，使用下述涂料组合物通过浸涂双面涂布厚度为3.2mm、10×10cm的浮法玻璃基材，所述涂料组合物包含平均直径为20nm的溶胶-凝胶二氧化硅颗粒并包含聚合的1-5nm颗粒作为致孔剂。此后，在与涂布条件相同的条件(低于40％的RH和25℃)下，在室温下干燥基材24小时。
干燥之后，使用长度为60cm(即比基材宽的)的线性火焰阵列作为高强度能量源来转化涂料组合物。在设置中，在火焰阵列下以60cm/分钟的恒定线速度移动基材。将火焰阵列以60°的角度定向，使得火焰指向玻璃移动所朝向的方向，且直线形火焰阵列与基材之间的距离为15mm。燃烧甲烷和空气的气体混合物产生20kW/m线性火焰阵列的功率，理论火焰最高温度约为1800℃。
通过装有积分球的UV-Vis分光光度法(来自Shimadzu的UV-2401)分析样品的光学反射率。图8描绘了：对于400-900nm之间的波长，可见光谱和近红外光谱中的反射率曲线。观察到：根据本发明火焰转化的样品相较于未固化的涂布样品展示出较低的光学反射率。对于根据本发明火焰转化的样品，370-850nm之间的波长范围上的平均反射率被测量为4.47％；而对于未转化的样品，相同范围上的平均反射率被测量为7.15％；对于未涂布的玻璃，相同范围上的平均反射率被测量为9.38％。
实施例17：火焰转化
在受控的相对湿度(低于40％)和20-25℃的室温下，使用下述涂料组合物通过浸涂单面涂布厚度为3.2mm、10×10cm的浮法玻璃基材，所述涂料组合物包含平均直径为40-50nm的溶胶-凝胶二氧化硅颗粒和1-5nm的溶胶-凝胶二氧化硅颗粒。此后，在与涂布条件相同的条件(低于40％的RH和25℃)下，在室温下干燥基材24小时。
干燥之后，使用长度为60cm(即比基材宽的)的线性火焰阵列作为高强度能量源来转化涂料组合物。在设置中，在火焰阵列下以60cm/分钟的恒定线速度移动基材。将火焰阵列以60°的角度定向，使得火焰指向玻璃移动所朝向的方向(如图6所示)，且直线形火焰阵列与基材之间的距离为15mm。燃烧甲烷和空气的气体混合物产生20kW/m线性火焰阵列的功率，理论火焰最高温度约为1800℃。
通过装有积分球的UV-Vis分光光度法(来自Shimadzu的UV-2600)分析样品的光学透射率。对于火焰转化的样品、烘箱转化的样品和未处理的样品，370-850nm之间的波长范围上的平均透射率被测量为相同值：94.65％。
转化之后，根据标准EN1096-2，利用毡垫检测样品表面的耐磨性。该试验由以下组成：在干燥条件下，用毡垫摩擦涂布玻璃的表面。在120mm的行程长度上，以每分钟60冲程的频率以交替的向前和向后运动在涂层表面上移动毡。除了线性运动之外，以6rpm连续旋转毡垫。通过毡垫向玻璃表面垂直施加4N的载荷，从而进行该试验。图9描绘了在500次冲程之前和之后，对于370-850nm之间的波长，可见光谱和近红外光谱中平均透射率的绝对差。观察到：与烘箱转化的样品和未转化的样品相比，根据本发明火焰转化的样品在该磨损试验之后展示出改善的光学损失。这表明：根据本发明转化的样品具有比未处理的样品以及烘箱转化的样品更高的机械强度。
实施例18：薄玻璃
在受控的相对湿度(低于40％)和20-25℃的室温下，使用MP Coat AR T1涂料组合物(可从DSM商购获得，荷兰；MP Coat AR T1以前以商品名出售)，通过以4.7mm/s的浸涂速度浸涂来双面涂布薄柔性硼硅酸盐玻璃基材(可从Schott商购获得的D263T，10×10cm，厚度为50μm)。此后，在与涂布条件相同的条件(低于40％的RH和25℃)下，在室温下干燥基材24小时。
干燥之后，使用长度为60cm(即比基材宽的)的线性火焰阵列作为高强度能量源来转化涂料组合物。在设置中，在火焰阵列下以180cm/分钟的恒定线速度移动基材。将火焰阵列以60°的角度定向，使得火焰指向玻璃移动所朝向的方向，且直线形火焰阵列与基材之间的距离为60mm。燃烧甲烷和空气的气体混合物产生20kW/m线性火焰阵列的功率，理论火焰最高温度约为1800℃。
通过装有积分球的UV-Vis分光光度法(来自Shimadzu的UV-2401)分析样品的光学反射率。图11描绘了：对于400-900nm之间的波长，可见光谱和近红外光谱中的反射率曲线。观察到：根据本发明火焰转化的样品相较于未固化的涂布样品展示出较低的光学反射率。对于根据本发明火焰转化的样品，370-850nm之间的波长范围上的平均反射率被测量为3.31％；而对于未转化的样品，相同范围上的平均反射率被测量为6.43％；对于未涂布的玻璃，相同范围上的平均反射率被测量为10.29％。
实施例19(对比例)：在烘箱中组装
以常规方法通过在烘箱中在650℃下加热3.5分钟来转化来自实施例2的样品。
这导致具有稳定出现的涂层的涂布基材，但是组装体的其它元件(例如，包封剂和密封剂)在涂料组合物转化期间会被降解或甚至被破坏。
实施例20：通过溅射的元素分布
在受控的相对湿度(低于40％)和20-25℃的室温下，使用核-壳二氧化硅颗粒涂料组合物，通过以3.5mm/s的浸涂速度浸涂来单面涂布厚度为3.2mm、10×20cm的浮法玻璃基材，所述核-壳二氧化硅颗粒具有聚合物核和嵌入1-5nm的二氧化硅纳米颗粒中的二氧化硅基壳。此后，在与涂布条件相同的条件(低于40％的RH和25℃)下，在室温下干燥基材24小时。
干燥之后，使用功率输出为135W、束直径为300μm、处理面积为0.3cm2、功率密度为675W/cm2的CO2激光器转化涂料组合物。样品速度为4mm/s。这导致具有稳定出现的功能性涂层的涂布基材。见图11d。
使用长度为60cm的直线形火焰阵列作为高强度能量源来转化使用相同的涂料组合物和涂覆方法的另一样品。在设置中，在火焰阵列下以60cm/分钟的恒定线速度移动基材。将火焰阵列以60°的角度定向，使得火焰指向基材移动所朝向的方向(如图6所示)。燃烧甲烷和空气的气体混合物产生20kW/m线性火焰阵列的功率，理论火焰最高温度约为1800℃。通过1Hz的主动反馈将基材与火焰之间的距离保持在10mm。见图11c。
以常规方法通过在台式烘箱中在650℃下加热3.5分钟来转化使用相同的涂料组合物和涂覆方法的另一样品。见图11b。
保持使用相同的涂料组合物和涂覆方法的另一样品在干燥后未转化。见图11a。
从上述每个样品中切下1×1cm的片，并在X射线光电子能谱设备(PHI Quantum2000)中使用具有1486.6eV的Kα辐射的单色铝源进行分析。分析面积为300×1400μm。基于284.8eV处的C1s峰值信号进行电荷校正。分析AR涂层的上表面之后，通过具有2.6×1mm光栅的2keV的Ar+离子枪以的溅射速率蚀刻层。通过XPS测量以这种方式制备的新形成的上表面。重复该操作数次直到达到200nm的深度。
在图11中，针对每个样品显示了钠含量作为与涂层表面的距离的函数的结果。玻璃基材含有约6％的钠，而涂料组合物不含任何钠。因此，在转化期间中，前约100nm中存在的所有钠从基材输送到涂层。这可在图11a中观察到，其中没有进行转化，因此在约70-100nm处观察到钠含量急剧变化。相反，在图11b中观察到：在于烘箱中进行高温转化期间，钠几乎从基材被吸入涂层。形成了钠含量为4-8％的富钠涂层，所述钠含量甚至高于基材中的原始含量。在图11c和图11d中，观察到：使用高强度能量源进行转化时，涂层中的钠含量大大降低，并且没有观察到涂层中的钠浓度上升。非常出乎意料的是，可以显著降低所得功能性涂层中的钠含量，而不损害所得涂料组合物的光学性能，因此这可以允许使用更经济实惠的质量较差的玻璃基材(即具有较高金属含量的基材，由于性能或耐久性原因，所述金属含量在涂层中是不期望的)，同时保持良好的所得涂层，或者对于相同类型/质量的玻璃基材，在转化之后获得具有改善的组成的涂层。
实施例21：
为了测量转化期间的内部温度，制备玻璃-玻璃层压板。其包含两块50×50cm的浮法玻璃板和布置在两块玻璃板之间的两片透明的乙烯-乙酸乙烯酯薄片(来自NovoPolymers的NovoVellum Optima FC03)，每片的厚度为200μm。将由铬和铝制成的K型热电偶放置为与上部玻璃板的内侧接触，处于板的中心，即距离每个边缘均为25cm。
使用标准层压方法，在150℃的温度下，在800mbar压强下层压组装体30分钟。
在转化步骤期间，将热电偶连接到数字数据记录温度计(来YCT的YC-747UD)，所述温度计将由两根导线之间的热电效应产生的电位差转换成以摄氏度计的可读温度。在整个过程期间，该装置以1Hz的采样率记录该值的演变。
在表2中，示出了在各种条件下测量的标准样品的最高中心温度。
表2
本文所述的本发明的一个实施方式的单个特征或多个特征的组合及其明显变化可与本文所述的其它实施方式的特征组合或交换，除非本领域技术人员立刻意识到所得到的实施方式在技术上不可行。

Claims (16)

1.涂布基材的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供具有第一表面的基材，
-提供包含颗粒的颗粒基涂料组合物，
-将所述涂料组合物涂覆到所述基材的所述第一表面的至少一部分上，
-将所述基材的所述第一表面上的所述颗粒基涂料组合物转化为厚度为50nm-25μm、优选地50-300nm的功能性涂层，所述厚度是在扫描电子显微镜(SEM)中沿着横截面测量的，
其中所述颗粒基涂料组合物包含纳米颗粒，优选地所述涂料组合物包含含有金属氧化物或金属氧化物前体的溶胶凝胶，更优选地所述涂料组合物包含核-壳纳米颗粒，所述核-壳纳米颗粒具有包含聚合物的核材料和包含金属氧化物的壳材料，且转化所述颗粒基涂料组合物涉及加热至少部分所述涂料组合物的高强度能量源，其中所述高强度能量源选自i)向0.25cm2-30cm2的处理面积上、优选地向1.5cm2-15cm2的处理面积上、更优选地向2cm2-12cm2的处理面积上提供100W-10000W的功率且功率密度为100W/cm2-1000W/cm2的CO2激光器；和ii)火焰阵列，该火焰阵列朝向所述基材提供5kW/m-100kW/m、优选地15kW/m-75kW/m、更优选地20kW/m-50kW/m的功率，并且被布置为在使用期间从所述火焰阵列到所述基材的最小距离为3mm-30mm、优选地4mm-20mm、更优选地5mm-15mm、例如6mm-12mm。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在转化期间，所述基材以至少0.5m/分钟的有效线速度、优选地至少0.75m/分钟的有效线速度、更优选地至少1m/分钟的有效线速度并以小于20m/分钟的线速度、优选地小于10m/分钟的线速度、更优选地小于5m/分钟的线速度、更优选地小于2m/分钟的速度连续地或半连续地移动。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中以覆盖所述基材的第一表面的50-95％的模式涂覆所述涂料组合物，优选地所述方法还包括以下步骤：在涂覆所述涂料组合物之前，施加覆盖所述基材的第一表面的5-50％的模板元件；或者所述方法还包括以下步骤：在转化所述基材的第一表面上的涂料组合物之前，在涂有所述涂料组合物的所述基材的第一表面上施加模板元件以覆盖所述基材的第一表面的5-50％；任选地，所述方法还包括以下步骤：回收所述模板元件上提供的涂料组合物。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在转化所述涂料组合物之前，在所述基材上或所述基材附近提供保护框架；优选地，先提供所述保护框架，然后在所述基材上提供所述涂料组合物。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述基材选自浮法玻璃、化学强化浮法玻璃、结构玻璃、钢化玻璃和薄柔性玻璃，其中所述薄柔性玻璃的厚度在20-250μm、优选地50-100μm的范围内。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述基材是组装体，所述组装体包含形成所述基材的第一表面的至少一部分的玻璃元件，以及至少一种选自背板、包封剂、导电膜、布线、控制箱和框架的元件；其中所述玻璃元件选自浮法玻璃、化学强化浮法玻璃、硼硅酸盐玻璃、结构玻璃、钢化玻璃和薄柔性玻璃，其中所述薄柔性玻璃的厚度在20-250μm、优选地50-100μm的范围内。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中标准样品的最高中心温度低于200℃、优选地低于150℃、更优选地低于130℃，更优选地所述最高中心温度低于120℃，更优选地所述最高中心温度低于100℃。
8.根据权利要求1-7中任一项所述方法用于涂布具有厚度为50nm-250nm的光学涂层的基材的用途，所述厚度是在扫描电子显微镜(SEM)中沿着横截面测量的。
9.光伏模块，其包含根据权利要求1-7中任一项所述的方法涂布的基材。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述高强度能量源是火焰、优选地线性火焰阵列，其被布置为在转化期间与所述基材的第一表面的平面呈30-80°角度，更优选地在转化期间与所述基材的第一表面的平面呈30-80°角度，使得火焰尖端指向所述基材移动的方向。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述能量源是下述火焰阵列，其包含选自可垂直移置的火焰阵列的火焰阵列的至少一部分，以适应转化期间所述基材的弯曲；至少一个永久弯曲的火焰阵列；至少一个分段火焰阵列；以及至少一个线性火焰阵列，沿着该阵列具有可调节的火焰长度和/或火焰温度。
12.用于向基材提供功能性涂层的装置，所述装置包含
-涂料涂覆台，其用于将颗粒基涂料组合物涂覆到基材的第一表面上，
-转化台，其用于将所述基材的第一表面上的所述颗粒基涂料组合物转化为功能性涂层，
-组装台，其用于提供至少一个与所述基材的第二表面相连的元件，所述元件选自背板、包封剂、导电膜、布线、控制箱和框架，
-基材输送器，其用于在至少两个所述台之间运输所述基材，
其中所述至少一个组装台被连续布置在所述涂料涂覆台之前，并且其中所述转化台包含高强度能量源，所述高强度能量源被布置为：在使用期间，以至少1000℃/s的加热曲线将所述涂料组合物的至少一部分加热至表面温度为至少800℃并使温度保持在600℃以上持续0.5-5秒，优选地，所述高强度能量源包括火焰或激光器。
13.根据权利要求12所述的装置，所述装置还包含位于所述涂料涂覆台之前的用于处理所述基材的第一表面的基材预处理台，其中所述基材预处理台被布置在所述组装台和所述涂料涂覆台之间。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其中所述基材输送器在所述涂料涂覆台之前的至少一个台中与所述基材的第一表面相互作用，且所述基材输送器在所述涂料涂覆台中及所述涂料涂覆台之后不与所述基材的第一表面相互作用。
15.制造光伏模块的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供基材，
-然后将涂料组合物涂覆到所述基材的第一表面的至少一部分上，
-将所述基材的第一表面上的颗粒基涂料组合物转化为功能性涂层，其中所述基材是组装体，所述组装体包含形成所述基材的第一表面的至少一部分的玻璃元件，以及至少一种选自薄膜透明导电层和/或半导体层、背板、包封剂、导电膜、布线、控制箱和框架的元件；所述转化涉及通过激光器或火焰阵列加热。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述涂料组合物包含纳米颗粒，优选地所述涂料组合物包含含有金属氧化物或金属氧化物前体的溶胶凝胶，更优选地所述涂料组合物包含核-壳纳米颗粒，所述核-壳纳米颗粒具有包含聚合物的核材料和包含金属氧化物的壳材料。
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