CN109407186A - 光学组件及光伏器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学组件及光伏器件。所述光学组件包括透光基底以及设于所述透光基底上的抗反射层；其中透光基底靠近所述抗反射层的一面的粗糙度为0.5μm至1.8μm，所述抗反射层的厚度为80‑160nm。
Description
技术领域
本发明一般涉及光学材料领域，并且具体涉及光学组件及光伏器件。
背景技术
随着不可再生能源的逐渐枯竭以及矿物类资源生产、使用中产生的各种环境污染问题，各国都在用政策的、法律的手段逐步加大对可再生能源和清洁能源的开发利用，并努力提高其在整个能源使用中的比例。在这些清洁和可再生能源中，利用太阳能光伏发电是其中最重要的能源方式之一。
如图1所示，太阳能光伏发电的基本原理是利用太阳能电池的光生伏打效应直接把太阳能转变为电能的一种发电方式。太阳能光伏发电的能量转换器就是太阳能电池，也叫光伏电池。当太阳光9照射到由p、n型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的太阳能电池上时，其中一部分光线被反射，一部分光线被吸收，还有一部分光线透过电池片。被吸收的光能激发被束缚的高能级状态下的电子，产生电子一空穴对，在p-n结的内建电场作用下，电子、空穴相互运动积累。在电池两端接上负载，负载上就有电流通过，当光线一直照射时，负载上将源源不断地有电流流过。
在光伏器件、显示器等产品中，如何减少光的反射一直是研究的热点。本领域技术人员研究发现，对于光从空气投射至基底的情形，可以在基底上形成一层抗反射膜8，在所述抗反射膜的折射率为空气折射率与基底折射率乘积的平方根时(即满足折射率匹配的条件)，所述抗反射膜的厚度为波长的四分之一时(即满足厚度匹配的条件)，所述抗反射膜能起到良好的减少反射作用。
在实际生产中，基底不可避免会选择不同批次的。由多个不同批次基底涂覆抗反射膜所形成的盖板组合在光线下的外观形貌见图2。由图2可知，光伏组件的外表光泽度具有较大的差异，光泽度的差异直接导致了外观形貌大不相同，这在居住领域是不可接受的。
发明内容
针对背景技术中提到的问题，获得一种具有高度一致的光泽度的光学组件及光伏器件将是有利的。进一步而言，将光泽度控制在28+/-5GU的范围内将是有利的。
根据本发明的一个方面，提供一种光学组件，包括透光基底以及设于所述透光基底上的抗反射层；其中透光基底靠近所述抗反射层的一面的粗糙度为0.5μm至1.8μm，所述抗反射层的厚度为80-160nm。优选地，所述透光基底靠近所述抗反射层的一面的粗糙度为0.5μm至0.9μm，所述抗反射层的厚度为120-160nm；或者优选地，所述透光基底靠近所述抗反射层的一面的粗糙度为1.4μm至1.8μm，所述抗反射层的厚度为80-120nm。
本发明的发明人发现，这样结构的光学组件能够具备28+/-5GU的范围内的光泽度且光泽度能保持高度一致。
在一个实施例中，所述透光基底靠近所述抗反射层的一面的粗糙度为0.5μm至0.9μm，所述抗反射层辊涂在所述透光基底上，所述辊涂的线速度为10m/min至12m/min。
在另一个实施例中，所述透光基底靠近所述抗反射层的一面的粗糙度为1.4μm至1.8μm，所述抗反射层辊涂在所述透光基底上，所述辊涂的线速度为6m/min至8m/min。
本发明的发明人发现，采用涂覆工艺并选择特定的涂覆线速度，可以非常简单地实现光泽度的控制。
在一个实施例中，所述抗反射层的固含量为2.7％-2.9％。
本发明的发明人发现，对抗反射层的固含量的控制和优化，可以更好地实现光泽度的控制。
上面已经概括而非宽泛地给出了本公开内容的特征。本公开内容的附加特征将在此后描述，其形成了本发明权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，可以容易地使用所公开的构思和具体实施方式，作为修改和设计其他结构或者过程的基础，以便执行与本发明相同的目的。本领域技术人员还应当理解，这些等同结构没有脱离所附权利要求书中记载的本发明的主旨和范围。
附图说明
为了更完整地理解本公开以及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中：
图1示出了太阳能光伏发电的基本原理；
图2示出了现有居住型太阳能盖板的外观形貌；
图3示出了根据本发明的光学组件的一个实施例；以及
图4示出了根据本发明的光学组件的另一个实施例。
除非指明，否则不同附图中的相应标记和符号一般表示相应的部分。绘制附图是为了清晰地示出本公开内容的实施方式的有关方面，而未必是按照比例绘制的。为了更为清晰地示出某些实施方式，在附图标记之后可能跟随有字母，其指示相同结构、材料或者过程步骤的变形。
具体实施方式
下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。
在下文中，为示范目的，产品实施例参照方法实施例描述。然而，应该理解本发明中产品和方法的实现互相独立。也就是说，所公开的产品实施例可以依照其他方法制备，所公开的方法实施例不仅限于实现产品实施例。
图3示出了根据本发明的光学组件的一个实施例。
本实施方式中，所述盖板10用于覆盖于光伏器件(图未示)上，所述光伏器件工作过程中会形成电场，所述盖板10处于所述电场中。具体地，所述盖板10包括：透光基底100，所述透光基底100具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面邻接于所述光伏器件。具体地，图3所示实施方式中，在应用盖板10时，所述光伏器件位于盖板10的下方，所述第一表面为透光基底100的下表面，所述第二表面为透光基底100的上表面，光伏器件与所述透光基底100的下表面相邻。
盖板10包括一抗反射层102，位于所述透光基底100的第二表面，用于减少透光基底100第二表面入射光的反射。光可以从所述透光基底100第二表面入射，透过所述透过基体100到达透光基底100与第二表面相对的第一表面，进而透射至与透光基底100第二表面相邻的光伏器件。所述抗反射层102位于空气与透光基底100之间，可以增加光从空气至透光基底100的透过率，提高光的利用率。
透光基底100第二表面的粗糙度为0.5μm至1.8μm，优选为0.5μm至0.9μm，或者优选为1.4μm至1.8μm。所述抗反射层的厚度为80-160nm，优选为120-160nm，或者优选为80-120nm。抗反射层102为单层，材料是二氧化硅、二氧化钛、氧化铝或者氧化锆中的一种或多种。所述抗反射层102的固含量为2.7％-2.9％。
本发明的发明人发现，这样结构的光学组件能够具备28+/-5GU的范围内的光泽度且光泽度能保持高度一致。
盖板10还可以包括一阻挡层101，位于所述透光基底100的第一表面，用于阻挡所述透光基底100内物质因所述电场作用而逸出，以抑制所述光伏器件的性能退化。所述阻挡层101位于与光伏器件相邻的第一表面，能起到阻挡所述透光基底100内物质(例如Na+等碱金属离子，Ca 2+等的碱土金属离子，以及Fe3+等的其他金属阳离子)因受电场作用而从所述第一表面逸出的作用，从而可以防止透光基底100内物质进入至光伏器件中，进而可以抑制由所述透光基底100内物质所造成的工作器件性能的退化。
本公开中使用的术语，“光泽度(gloss)”是用数字表示的物体表面接近镜面的程度。光泽度的评价可采用光泽度仪，它主要取决于光源照明和观察的角度，仪器测量通常采用20°、60°或85°照明。Novo-Gloss 60是针对基本光泽度测量的非常好的工具，适用于中等光泽度的表面，10-70GU。
本公开中使用的术语，“粗糙度(Ra)”是表面粗糙度评定的主要参数之一，其定义是：在一个取样长度内，被测表面轮廓的平均线上面的算术平均值。粗糙度(Ra)的单位是微米(μm)。
图4示出了根据本发明的光学组件的另一个实施例，同样可具有阻挡层201。与图3中显示的实施例不同点在于，图4的光学组件的抗反射层202为多层。抗反射层202可采用物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)、磁控溅射(magnetron sputtering)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)、溶胶凝胶(sol gel)、卷对卷(roll toroll)、旋涂(spin coating)、喷涂(spray coating)、狭缝涂布(slit coating)或浸涂(dipcoating)的方法形成。
为了便于光学组件能够具备28+/-5GU的光泽度以使得光泽度能保持高度一致，优选采用辊涂(roller coating)工艺。所述辊涂的线速度为10m/min至12m/min或者6m/min至8m/min。
具体地，所述透光基底200靠近所述抗反射层202的一面的粗糙度为0.5μm至0.9μm，所述抗反射层202辊涂在所述透光基底上，所述辊涂的线速度为10m/min至12m/min。所述透光基底200靠近所述抗反射层202的一面的粗糙度为1.4μm至1.8μm，所述抗反射层202涂覆在所述透光基底200上，所述辊涂的线速度为6m/min至8m/min。
实施例1
盖板包括一玻璃基板和涂覆在其上的抗反射层。玻璃基板的粗糙度为0.7μm，抗反射层的厚度为120-160nm之间，抗反射层为单层，材料是二氧化硅，固含量为2.7％-2.9％。此时可以选用辊涂，辊涂线速度控制在10m/min至12m/min。Gloss@60°的测试结果为28+/-5GU。
实施例2
盖板包括一玻璃基板和涂覆在其上的抗反射层。玻璃基板的粗糙度为1.6μm，抗反射层的厚度为80-120nm之间，抗反射层为多层，材料是二氧化硅，固含量为2.7％-2.9％。此时可以选用辊涂，辊涂线速度控制在6m/min至8m/min。Gloss@60°的测试结果为28+/-5GU。
实施例3
盖板包括一玻璃基板和涂覆在其上的抗反射层。玻璃基板的粗糙度为1.1μm，抗反射层的厚度为110-150nm之间，抗反射层为单层，材料是二氧化硅，固含量为2.7％-2.9％。Gloss@60°的测试结果为28+/-5GU。
实施例4
盖板包括一玻璃基板和涂覆在其上的抗反射层。玻璃基板的粗糙度为1.3μm，抗反射层的厚度为90-130nm之间，抗反射层为单层，材料是二氧化硅，固含量为2.7％-2.9％。Gloss@60°的测试结果为28+/-5GU。
对比例1
盖板包括一玻璃基板和涂覆在其上的抗反射层。玻璃基板的粗糙度为0.7μm，抗反射层的厚度为70-110nm之间，抗反射层为单层，材料是二氧化硅，固含量为2.7％-2.9％。Gloss@60°的测试结果为40+/-5GU。
对比例2
盖板包括一玻璃基板和涂覆在其上的抗反射层。玻璃基板的粗糙度为1.6μm，抗反射层的厚度为130-160nm之间，抗反射层为单层，材料是二氧化硅，固含量为2.7％-2.9％。Gloss@60°的测试结果为16+/-5GU。
对比例3
盖板包括一玻璃基板和涂覆在其上的抗反射层。玻璃基板的粗糙度为1.1μm，抗反射层的厚度为60-100nm之间，抗反射层为单层，材料是二氧化硅，固含量为2.7％-2.9％。Gloss@60°的测试结果为39+/-5GU。
本领域技术人员还将容易地理解的是，材料和方法可以变化，同时仍然处于本发明的范围之内。还应理解的是，除了用来示出实施方式的具体上下文之外，本发明提供了多种可应用的创造性构思。因此，所附权利要求意在将这些过程、机器、制品、组合物、装置、方法或者步骤包括在其范围之内。
Claims (14)
1.一种光学组件，包括透光基底以及设于所述透光基底上的抗反射层；其中透光基底靠近所述抗反射层的一面的粗糙度为0.5μm至1.8μm，所述抗反射层的厚度为80-160nm。
2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述透光基底靠近所述抗反射层的一面的粗糙度为0.5μm至0.9μm，所述抗反射层的厚度为120-160nm。
3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述透光基底靠近所述抗反射层的一面的粗糙度为0.5μm至0.9μm，所述抗反射层辊涂在所述透光基底上，所述辊涂的线速度为10m/min至12m/min。
4.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述透光基底靠近所述抗反射层的一面的粗糙度为1.4μm至1.8μm，所述抗反射层的厚度为80-120nm。
5.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述透光基底靠近所述抗反射层的一面的粗糙度为1.4μm至1.8μm，所述抗反射层辊涂在所述透光基底上，所述辊涂的线速度为6m/min至8m/min。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述抗反射层与所述透光基底直接接触。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述抗反射层的材料是二氧化硅、二氧化钛、氧化铝或者氧化锆中的一种或多种。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述抗反射层的固含量为2.7％-2.9％。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述抗反射层为单层结构。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述抗反射层为多层结构。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述透光基底的材料是玻璃或塑料。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件包括设置在透光基底远离所述抗反射层的另一面上的阻挡层。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述阻挡层的材料与抗反射层的材料相同。
14.一种光伏器件，包括：
如权利要求1-13中任一项所述的光学组件；以及
太阳能电池，位于所述透光基底的远离所述抗反射层的一侧。
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2017
- 2017-05-08 CN CN201710317925.2A patent/CN109407186A/zh active Pending
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