CN108110064A - 一种太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法 - Google Patents
一种太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108110064A CN108110064A CN201711393355.1A CN201711393355A CN108110064A CN 108110064 A CN108110064 A CN 108110064A CN 201711393355 A CN201711393355 A CN 201711393355A CN 108110064 A CN108110064 A CN 108110064A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antireflective coating
- solar cell
- poorly efficient
- glass
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 32
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 4
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940043237 diethanolamine Drugs 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 claims description 2
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 claims description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 28
- 239000010408 film Substances 0.000 description 24
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 10
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- MEYZYGMYMLNUHJ-UHFFFAOYSA-N tunicamycin Natural products CC(C)CCCCCCCCCC=CC(=O)NC1C(O)C(O)C(CC(O)C2OC(C(O)C2O)N3C=CC(=O)NC3=O)OC1OC4OC(CO)C(O)C(O)C4NC(=O)C MEYZYGMYMLNUHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- KILURZWTCGSYRE-LNTINUHCSA-K (z)-4-bis[[(z)-4-oxopent-2-en-2-yl]oxy]alumanyloxypent-3-en-2-one Chemical compound CC(=O)\C=C(\C)O[Al](O\C(C)=C/C(C)=O)O\C(C)=C/C(C)=O KILURZWTCGSYRE-LNTINUHCSA-K 0.000 description 4
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical group CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 4
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 3
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- HGQSXVKHVMGQRG-UHFFFAOYSA-N dioctyltin Chemical compound CCCCCCCC[Sn]CCCCCCCC HGQSXVKHVMGQRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- CHJMFFKHPHCQIJ-UHFFFAOYSA-L zinc;octanoate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC([O-])=O CHJMFFKHPHCQIJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000001935 peptisation Methods 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M cetyltrimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N ethoxysilane Chemical compound CCO[SiH3] CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- -1 tetramethyl hydrogen Chemical compound 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FZGRPBJBMUNMQH-UHFFFAOYSA-N trimethyl-$l^{3}-chlorane Chemical compound CCl(C)C FZGRPBJBMUNMQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
- C03C17/008—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character comprising a mixture of materials covered by two or more of the groups C03C17/02, C03C17/06, C03C17/22 and C03C17/28
- C03C17/009—Mixtures of organic and inorganic materials, e.g. ormosils and ormocers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法，特别是不用去除低效的减反射膜，直接构建新的增效双层宽光谱减反射膜增透体系的方法，使太阳电池玻璃在400‑800nm可见光区的增透率达到3.0%‑3.5%，技术方案包括太阳电池玻璃低效减反射膜的清洗、太阳电池玻璃低效减反射膜的填充固定、太阳电池玻璃第二层减反射膜制备四部分。本发明不需要除去低效减反射膜，将新的减反射膜和低效减反射膜巧妙组合，避免了使用危险和腐蚀性的玻璃腐蚀剂，解决了应用中的安全环保问题，提高了减反射膜的耐候性能和自清洁能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法，特别是不用去除低效的减反射膜，直接构建新的增效双层宽光谱减反射膜增透体系的方法，属于新能源新材料领域。
背景技术
晶体硅太阳能电池组件一般由涂覆减反射膜的太阳电池玻璃盖板、太阳电池硅片和电池背板与EVA膜粘压封装构成。太阳电池组件封装玻璃的可见光透过率一般为91.6%，太阳玻璃单表面反射率4.2%。若在太阳电池玻璃表面涂敷一层150nm左右厚度的减反射膜，可增加可见光透过率2.5%-3.5%。太阳电池玻璃减反射涂料主要组分是纳米SiO2、TiO2、MgF2、Al2O3、ZrO2、稀土氧化物或其混合物。在太阳电池玻璃表面涂覆减反射膜是提高太阳电池效率最简便易行的方法，已得到商业化应用。
太阳电池玻璃减反射膜设计寿命与太阳电池寿命均为二十年，但实际服务寿命与设计相差甚远。这是因为晶体硅太阳电池在大气环境中，玻璃盖板逐渐为灰尘或工业污染物覆盖，降低了玻璃透光率,使太阳电池效率下降10%—30% 。目前太阳电池表面的污染物主要靠人工或机械方式频繁清理，导致太阳电池玻璃减反射膜寿命大大缩短，特别是在恶劣的湿热环境中，太阳电池玻璃减反射膜的寿命明显缩短，因为构成减反射膜的纳米二氧化硅水解形成的硅酸盐，对入射太阳光有显著阻挡和吸收作用。
目前行业科技人员主要精力放在长寿命的太阳电池玻璃减反射膜研究上，对现有太阳电池玻璃低效减反射膜的修复增效研究工作不多，因为去除低效减反射膜过程比较复杂和成本高，还存在由氟化物引起的环境污染风险。随着太阳电池装机容量不断提高以及早期投产的太阳电池进入老化期，太阳电池玻璃低效减反射膜的修复增效问题显得越来越重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法，特别是不用去除低效的减反射膜，直接涂膜构建新的增效双层宽光谱减反射膜增透体系的方法，使太阳电池玻璃在400-800nm可见光区的增透率达到3.0%-3.5%，技术方案包括太阳电池玻璃低效减反射膜的清洗、太阳电池玻璃低效减反射膜的填充固定、太阳电池玻璃第二层减反射膜制备四部分。
本发明中太阳电池玻璃低效减反射膜的清洗采用含有质量百分浓度为0.01%-0.2%的表面活性剂和质量百分浓度为0.5%-5%的有机碱水溶液以及去离子水分别喷射清洗，以去除低效减反射膜上粘附的污染物和活化玻璃表面，同时防止对太阳电池金属边框的腐蚀，所述表面活性剂是常见的阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂之一；所述有机碱是三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、四丁基氢氧化铵、四甲基氢氧化铵之一或其混合物。
本发明中太阳电池玻璃低效减反射膜的填充固定采用涂布含有高折射率纳米二氧化钛的有机硅镀膜液，在10-30℃下水平静置5-15分钟，使含有高折射率纳米二氧化钛的有机硅溶胶填充到低效减反射膜纳米孔道中，与玻璃基底牢固结合和膜层表面自流平，然后在150℃下固化4-6分钟，形成厚度为170-180nm，折射率为1.7-1.9的第一层减反射膜，其折射率大于玻璃基底的折射率。
本发明中太阳电池玻璃第二层减反射膜制备是将有机硅镀膜液涂布在太阳电池玻璃的第一层减反射膜表面上，在室温下固化30-50分钟或150℃下固化4-6分钟，形成厚度为80-90nm，折射率为1.4-1.5的第二层减反射膜，其折射率小于玻璃基底的折射率，二层减反射膜构成增效双层宽光谱减反射膜增透体系。
本发明中含有高折射率纳米二氧化钛的有机硅镀膜液是含有纳米二氧化钛和固化剂的有机硅树脂的乙醇溶液，所述的固化剂是乙酰丙酮铝、异丙醇铝、辛酸锌或二辛基锡，其制备方法为：
（1）在玻璃反应器中用2mol/L的氨水将2mol/L的硫酸氧钛溶液中和到pH为8-9，过滤生成的Ti(OH)4白色沉淀，用去离子水洗涤至无硫酸根离子为止；将Ti(OH)4白色沉淀加入到0.2mol/L的硝酸水溶液中，在60-70℃下加热胶溶形成透明的纳米二氧化钛水溶胶；
（2）将甲基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯加入纳米二氧化钛水溶胶中，控制原料投料摩尔比为：二氧化钛：甲基三乙氧基硅烷：正硅酸乙酯：硝酸=1：2-3：3-6：0.02-0.5，在30-40℃下水解4-6h，再加热回流0.5-1h使甲基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯完全水解，升温到80-90℃蒸出大部分乙醇和水，进一步升温到100-110℃生成有机硅钛树脂，冷却后加入无水乙醇稀释得到质量百分浓度为40%的有机硅钛树脂的乙醇溶胶，溶胶粒径为30-40nm；
（3）将质量百分浓度为40%的有机硅钛树脂的乙醇溶胶和质量百分浓度为40%的固化剂乙醇溶胶以质量比1：10-40混合，用无水乙醇稀释，然后放置陈化12-24h，得到质量百分浓度为3%-5%的含有高折射率纳米二氧化钛的有机硅镀膜液，产品适用期为2-4个月。
本发明中用以制备第二层减反射膜的有机硅镀膜液是甲基三乙氧基硅烷和二氧化硅水溶胶水解共聚形成的纳米二氧化硅和固化剂的乙醇溶胶，所述的固化剂是乙酰丙酮铝、异丙醇铝、辛酸锌或二辛基锡，其制备方法为：
（1）在玻璃反应器中将甲基三乙氧基硅烷和二氧化硅水溶胶按照摩尔比1：3-4混合，用硝酸水溶液调节溶液pH为1-2，加热回流3-5h使甲基三乙氧基硅烷水解，然后升温到85-95℃蒸出大部分乙醇和水，进一步升温到100-110℃生成有机硅树脂，冷却后加入无水乙醇稀释，得到质量百分浓度为40%的有机硅树脂乙醇溶胶，溶胶粒径为30-40nm；
（2）将质量百分浓度为40%的有机硅树脂乙醇溶胶和质量百分浓度为40%的固化剂乙醇溶胶以质量比1：10-20混合，用有机溶剂稀释，然后放置陈化12-24h，得到质量百分浓度3%-5%的有机硅镀膜液，产品适用期为3-6个月。
本发明中二种镀膜液可采用辊涂、喷涂、刷涂、离心或提拉等方法涂布，根据选择的涂布方式不同，先将镀膜液用无水乙醇稀释到合适粘度后使用。
本发明中太阳电池玻璃增效双层宽光谱减反射膜增透体系是基于在太阳电池玻璃的光入射面涂布双层增透膜体系（ƛ/4- ƛ/2体系）设计实现的。双层减反射膜增透的条件是在玻璃基体上先镀上一层折射率高于基体，折射率为n2和厚度为d2的膜层，然后再镀一层折射率低于基体，折射率为n1和厚度为d1的第二层膜。当第一层膜的折射率n2满足以下公式时，该减反射膜玻璃在可见光区具有较高的透过率:
n2 = n1 (ng/n0)1/2
n1d1= ƛ/4
n2d2= ƛ/2
式中：ng为玻璃基体的折射率；n0为空气折射率；n1为第二层膜的折射率；n2为第一层膜的折射率；d 1为第二层膜的厚度；d 2为第一层膜的厚度； ƛ为中心波长。
因为玻璃基底材料的折射率为1.52，空气折射率为1.0，当n1=1.4-1.5时，n2=1.73-1.85。
在可见光波长400-800nm范围内，当中心波长ƛ=550nm时，d1=92-98nm，d2=148-159nm。
本发明中根据实际经验优化设计第一层减反射膜厚度为170-180nm，第二层减反射膜厚度为80-90nm，以便于实际操作中容易控制和消除固化剂在成膜过程中的影响。
通常二氧化钛材料的折射率为2.3，与设计要求的第一层膜折射率1.73-1.85相差很大，将其与折射率较低的有机硅树脂共聚或混合，就可以形成折射率为1.73-1.85的减反射膜材料。考虑到低效减反射膜的折射率为1.25-1.30，孔隙率为25%-35%，实践中应当填充折射率为1.9-2.0的纳米材料才能符合要求。太阳电池玻璃上低效减反射膜厚度通常小于150nm，所以，设计新涂布减反射膜厚度为170-180nm，能够全面覆盖低效减反射膜，保证低效减反射膜的填充固定，同时保证新涂布的镀膜液溢出孔道后，能够自流平形成均匀的减反射膜层。由于纳米二氧化钛具有自清洁性能，含有高折射率纳米二氧化钛的有机硅镀膜液固化形成的减反射膜也具有自清洁性能。
二氧化硅材料的折射率通常为1.45-1.46，与第二层减反射膜设计要求的折射率1.4-1.5接近，采用较小粒径的甲基二氧化硅包覆和粘合较大粒径的纳米二氧化硅，在固化剂交联下形成减反射膜层，该减反射膜层不需要很高的孔隙率就能达到折射率1.4-1.5，使减反射膜层的强度比较高和不容易污染。
本发明中增效双层宽光谱减反射膜增透体系膜层厚度和折射率的设计时参考了光学薄膜理论模型，但减反射膜层的厚度和折射率优化设计数据并不是直接来源于计算，更多基于实验数据和实际经验，因为理论物理模型中没有考虑减反射膜层制备过程中组分的化学反应影响。
本发明所用的实验原料三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、四丁基氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、十六烷基三甲基氯化铵、正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、乙酰丙酮铝、异丙醇铝、辛酸锌或二辛基锡、硝酸、乙醇均为市售化学纯试剂。
减反射膜层厚度测试：用美国filmtrics公司产F20型薄膜厚度测定仪测定。
透光率测试：依据ISO 9050-2003，采用PerkinElmer 公司产Lambda950分光光度计，可测试380nm-1100nm波长范围的透光率，取不同位置透光率的平均值。
减反射膜层硬度测试：没有使膜层出现3mm以上划痕的最硬铅笔硬度，设计铅笔硬度5H。
本发明方法不仅适用于太阳电池玻璃老化低效减反射膜增效，同样也适用于薄膜太阳电池导电玻璃表面减反射增效。
本发明的优点和有益效果体现在：
（1）太阳电池玻璃低效减反射膜的增效在常温条件下进行，工艺和设备比较简单，适用于太阳电池减反射膜的现场修复增效，容易商业化推广；
（2）不需要除去低效减反射膜，避免了使用危险和腐蚀性的玻璃腐蚀剂，解决了应用中的安全环保问题；
（3）将新的减反射膜和低效减反射膜巧妙组合形成双层增效减反射增透体系，不仅增透率高于原有减反射膜，而且提高了减反射膜的耐候性能和自清洁能力。
具体实施方式
本发明是采用以下方式实现的，下面结合实施例详细说明：
本发明是采用以下方式实现的，下面结合实施例详细说明：
实施例1
在玻璃反应器中用2mol/L的氨水20mL将2mol/L的硫酸氧钛溶液10mL中和到pH为8-9，过滤生成的Ti(OH)4白色沉淀，用去离子水洗涤至无硫酸根离子为止；将Ti(OH)4白色沉淀加入到0.2mol/L的硝酸水溶液10mL中，在60-70℃下加热胶溶形成透明的纳米二氧化钛水溶胶。将甲基三乙氧基硅烷8.9g(0.05mol)和正硅酸乙酯20.8g(0.1mol)加入纳米二氧化钛水溶胶中，在30-40℃下水解4h，再加热回流0.5-1h使甲基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯完全水解，升温到80-90℃蒸出大部分乙醇和水，进一步升温到100-110℃生成有机硅钛树脂，冷却后加入无水乙醇稀释，得到质量百分浓度为40%的有机硅钛树脂的乙醇溶胶28.4 g，溶胶粒径为30-40nm。将质量百分浓度为40%的有机硅钛树脂的乙醇溶胶10g和质量百分浓度为40%的乙酰丙酮铝的乙醇溶胶0.5g混合，用无水乙醇130g稀释，然后放置陈化12h，得到质量百分浓度为3%的含有高折射率纳米二氧化钛的有机硅镀膜液140g，产品适用期为2-6个月。
在玻璃反应器中将甲基三乙氧基硅烷17.8g(0.1mol)和质量百分浓度为30%的二氧化硅水溶胶60g(0.3mol)混合，用硝酸水溶液调节溶液pH为1-2，加热回流3-5h使甲基三乙氧基硅烷水解，然后升温到85-95℃蒸出大部分乙醇和水，进一步升温到100-110℃生成有机硅树脂，冷却后加入无水乙醇稀释，得到质量百分浓度为40%的有机硅树脂乙醇溶胶60g，溶胶粒径为30-40nm。将质量百分浓度为40%的有机硅树脂乙醇溶胶10g和质量百分浓度为40%的乙酰丙酮铝的乙醇溶胶0.5g混合，用无水乙醇130g稀释，然后放置陈化12h，得到质量百分浓度为3%的有机硅镀膜液140g，产品适用期为3-6个月。
实施例2
将一块室外放置三年已老化的太阳电池减反射镀膜玻璃样品裁剪为100mm╳100mm尺寸，作为实验用太阳电池低效减反射膜玻璃。采用质量百分浓度为0.02%十二烷基三甲基氯化铵和质量百分浓度为3%的三乙醇胺水溶液喷射清洗玻璃片，再用去离子水清洗干净，晾干。
将质量百分浓度为3%的含有高折射率纳米二氧化钛的有机硅镀膜液棒涂在太阳电池玻璃低效减反射表面上，在室温下水平放置10分钟，然后在150℃下固化4-6分钟，形成厚度为170-180nm，折射率为1.7-1.9的第一层减反射膜。将质量百分浓度为3%的有机硅镀膜液棒涂在太阳电池玻璃的第一层减反射膜表面上，在室温下固化30-50分钟，形成厚度为80-90nm，折射率为1.4-1.5的第二层减反射膜，二层减反射膜构成增效双层宽光谱减反射膜增透体系。测得太阳电池减反射镀膜玻璃在增效处理前后，在400-800nm可见光区的透光率由91.2%提高到94.7%，增透率为3.5%。
Claims (5)
1.一种太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法，其特征在于不用去除低效的减反射膜，直接构建新的增效双层宽光谱减反射膜增透体系的方法，使太阳电池玻璃在400-800nm可见光区的增透率达到3.0%-3.5%，技术方案包括太阳电池玻璃低效减反射膜的清洗、太阳电池玻璃低效减反射膜的填充固定、太阳电池玻璃第二层减反射膜制备四部分。
2.根据权利要求1所述的太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法，其特征在于太阳电池玻璃低效减反射膜的清洗采用含有质量百分浓度为0.01%-0.2%的表面活性剂和质量百分浓度为0.5%-5%的有机碱水溶液以及去离子水分别喷射清洗，所述表面活性剂是常见的阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂之一；所述有机碱是三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、四丁基氢氧化铵、四甲基氢氧化铵之一或其混合物。
3.根据权利要求1所述的太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法，其特征在于太阳电池玻璃低效减反射膜的填充固定采用涂布含有高折射率纳米二氧化钛的有机硅镀膜液，在10-30℃下水平静置5-15分钟，使含有高折射率纳米二氧化钛的有机硅溶胶填充到低效减反射膜纳米孔道中，与玻璃基底牢固结合和膜层表面自流平，然后在150℃下固化4-6分钟，形成厚度为170-180nm，折射率为1.7-1.9的第一层减反射膜。
4.根据权利要求1所述的太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法，其特征在于太阳电池玻璃第二层减反射膜制备是将有机硅镀膜液涂布在太阳电池玻璃的第一层减反射膜表面上，在室温下固化30-50分钟或150℃下固化4-6分钟，形成厚度为80-90nm，折射率为1.4-1.5的第二层减反射膜。
5.根据权利要求1所述的太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法，其特征在于二种镀膜液可采用辊涂、喷涂、刷涂、离心或提拉等方法涂布，根据选择的涂布方式不同，先将镀膜液用无水乙醇稀释到合适粘度后使用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711393355.1A CN108110064B (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711393355.1A CN108110064B (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108110064A true CN108110064A (zh) | 2018-06-01 |
| CN108110064B CN108110064B (zh) | 2019-11-08 |
Family
ID=62211525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711393355.1A Active CN108110064B (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108110064B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110396295A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-01 | 北京化工大学 | 一种耐高温隔热的室温硫化有机硅发泡密封胶及其制备方法 |
| CN112661415A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-16 | 中建材（合肥）新能源有限公司 | 一种用于光伏玻璃的减反射膜层及其制备方法、太阳能电池组件 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101404308A (zh) * | 2008-11-13 | 2009-04-08 | 中山大学 | 一种利用补丁修复法作为太阳电池修复的方法 |
| CN103715300A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-09 | 浙江正泰太阳能科技有限公司 | 一种扩散后低方阻硅片返工的方法 |
| CN104716206A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-06-17 | 中建材浚鑫科技股份有限公司 | 一种提高电池镀减反射膜后不良品返工转换效率的方法 |
| CN204894653U (zh) * | 2015-02-15 | 2015-12-23 | 深圳南玻伟光导电膜有限公司 | 减反射膜及减反射玻璃 |
| CN105226132A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-01-06 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 一种太阳能彩虹片返工工艺 |
| CN105448671A (zh) * | 2014-08-30 | 2016-03-30 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体结构及返工方法 |
| CN106098861A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-09 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种太阳能电池返工片镀膜工艺 |
| CN107104173A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-08-29 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种太阳能电池片返工方法 |
-
2017
- 2017-12-21 CN CN201711393355.1A patent/CN108110064B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101404308A (zh) * | 2008-11-13 | 2009-04-08 | 中山大学 | 一种利用补丁修复法作为太阳电池修复的方法 |
| CN103715300A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-09 | 浙江正泰太阳能科技有限公司 | 一种扩散后低方阻硅片返工的方法 |
| CN105448671A (zh) * | 2014-08-30 | 2016-03-30 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体结构及返工方法 |
| CN204894653U (zh) * | 2015-02-15 | 2015-12-23 | 深圳南玻伟光导电膜有限公司 | 减反射膜及减反射玻璃 |
| CN104716206A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-06-17 | 中建材浚鑫科技股份有限公司 | 一种提高电池镀减反射膜后不良品返工转换效率的方法 |
| CN105226132A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-01-06 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 一种太阳能彩虹片返工工艺 |
| CN106098861A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-09 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种太阳能电池返工片镀膜工艺 |
| CN107104173A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-08-29 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种太阳能电池片返工方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110396295A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-01 | 北京化工大学 | 一种耐高温隔热的室温硫化有机硅发泡密封胶及其制备方法 |
| CN110396295B (zh) * | 2019-08-02 | 2020-12-25 | 北京化工大学 | 一种耐高温隔热的室温硫化有机硅发泡密封胶及其制备方法 |
| CN112661415A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-16 | 中建材（合肥）新能源有限公司 | 一种用于光伏玻璃的减反射膜层及其制备方法、太阳能电池组件 |
| CN112661415B (zh) * | 2020-12-30 | 2024-02-09 | 中建材（合肥）新能源有限公司 | 一种用于光伏玻璃的减反射膜层及其制备方法、太阳能电池组件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108110064B (zh) | 2019-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102531406B (zh) | 减反射镀膜溶液、其制备方法和光伏玻璃及其制备方法 | |
| CN105378510B (zh) | 太阳能电池组件用防眩膜、带有防眩膜的太阳能电池组件及它们的制造方法 | |
| CN110002767B (zh) | 一种用于光伏玻璃的高透光率疏水涂膜的制备方法 | |
| CN103627226B (zh) | 一种太阳能玻璃减反射防污涂料及其生产方法 | |
| JP6193244B2 (ja) | 防眩膜を備える太陽電池モジュールおよびその製造方法、太陽電池用防眩膜およびその製造方法ならびに防眩膜形成用塗布液 | |
| CN102061111A (zh) | 自清洁陶瓷化纳米玻璃减反射涂料制造方法及其减反射膜制造方法 | |
| CN102838288A (zh) | 一种具有自清洁效果的减反射镀膜玻璃及其制备方法 | |
| CN103922610B (zh) | 一种高透光率的太阳能光伏玻璃 | |
| CN108117276A (zh) | 一种导电玻璃自清洁减反射膜的设计和制备方法 | |
| Xin et al. | A novel route to prepare weather resistant, durable antireflective films for solar glass | |
| CN103183479A (zh) | 一种具有光转化作用的减反射薄膜的制备方法 | |
| CN105399340A (zh) | 一种超疏水高透射SiO2减反射薄膜及其制备方法 | |
| CN101308878A (zh) | 均匀大面积光线增透镀膜太阳能电池封装玻璃及制作方法 | |
| CN101570401B (zh) | 一种自清洁玻璃的制备方法 | |
| CN101913780A (zh) | 具有双层减反射涂层的太阳能电池组件封装玻璃 | |
| CN110571285A (zh) | 一种光伏组件玻璃及其制作方法、光伏组件 | |
| CN108110064B (zh) | 一种太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法 | |
| CN109385122A (zh) | 一种石墨烯掺杂自清洁玻璃镀膜液的制备方法 | |
| CN103936292A (zh) | 用于制备太阳能光伏玻璃的高透过率镀膜液及其制备方法 | |
| CN110128026A (zh) | 一种二氧化硅/二氧化钛双层减反膜及其制备方法 | |
| CN103524048A (zh) | 一种多层SiO2无机增透膜的制备方法 | |
| CN106116179A (zh) | 一种保护光伏玻璃减反射层的硬化膜 | |
| CN108155253A (zh) | 一种导电玻璃减反射膜的设计和制备方法 | |
| CN102674705B (zh) | 高温真空集热管表面耐磨、自洁减反膜制备方法 | |
| CN112661415B (zh) | 一种用于光伏玻璃的减反射膜层及其制备方法、太阳能电池组件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221221 Address after: 230000 Room 203, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province Patentee after: Hefei Jiuzhou Longteng scientific and technological achievement transformation Co.,Ltd. Address before: 300410 2 Luohe Road, Beichen District, Tianjin Patentee before: TIANJIN VOCATIONAL INSTITUTE Effective date of registration: 20221221 Address after: No. 313, Donghai Avenue, Dongdao, Zhanjiang, Guangdong 524000 Patentee after: GUANGDONG GUANHAO HIGH-TECH CO.,LTD. Address before: 230000 Room 203, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province Patentee before: Hefei Jiuzhou Longteng scientific and technological achievement transformation Co.,Ltd. |