CN109592911A - 一种双玻组件太阳能电池用宽谱增透紫外屏蔽盖板玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双玻组件太阳能电池用宽谱增透紫外屏蔽盖板玻璃，包括压延玻璃基板，压延玻璃基板顶面依次层叠有混合介质膜层与酸性SiO2膜层，混合介质膜层由TiO2溶胶与SiO2溶胶混合后镀膜制得，TiO2溶胶与SiO2溶胶的摩尔比为0.3:1～6:1；酸性SiO2膜层由SiO2溶胶镀膜制得，SiO2溶胶的pH值为2.0～5.0，SiO2固含量为0.1～0.3%；TiO2溶胶体系pH值为2.0～5.0，TiO2固含量为0.1～0.5%；由TiO2与SiO2构成复合薄膜基层，通过组分比例的调控能够实现薄膜折射率的精确调控，上层的酸性SiO2确保了薄膜的硬度与结合力；本发明在宽谱范围内有效地增加透过率，同时可以有效降低紫外光的透过率，实现紫外屏蔽。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏玻璃技术领域，具体是一种双玻组件太阳能电池用宽谱增透紫外屏蔽盖板玻璃。
背景技术
太阳能双玻组件需要大的光学透过率来提高电池发电效率，目前大规模采用超白SiO2减反玻璃作为电池盖板，其可以增加太阳光可见光区的透过率，但此时的薄膜增透仅仅针对可见光区，波谱范围较窄，对组件性能有提升但有限，为了达到光谱的宽波段增透效果增加电池材料响应范围从而进一步提升电池效率，需要一种能够在宽谱范围内有效增加透过率的盖板玻璃，双层复合增透膜是一种理想的选择，同时为了防止阳光的紫外线对太阳能组件封装EVA胶的老化作用，需要盖板提供更好的紫外线屏蔽效果，从而提升整体组件寿命，以不同基体材料制备复合薄膜实现上述功能的集合是一种理想的方式。宽谱增透的双层减反膜需满足条件n 0 < n 1 < n 2 ，其中n0、n1、n2分别表示空气折射率、上层膜折射率、下层膜折射率。上层膜需要较小的折射率同时需要有一定的硬度从而达到对膜系保护的作用，酸性溶胶体系制备的SiO2膜是一种理想的选择；下层薄膜需要比上层更大的折射率，故而涉及到折射率的精确调控来满足复合膜系的条件，同时考虑到TiO2对紫外光具有吸收作用，并且TiO2具有相对较大的折射率，因此膜系下层考虑为TiO2基的复合材料体系可以满足要求。
《一种双层复合减反射膜的制备方法》（公开号CN103613282A）的专利公开了一种双层膜系减反设计，其底层为TiO2与SiO2的混合膜，上层为无机纳米硅盐颗粒溶胶膜，实现了薄膜的增透，但该发明只是实现了可见光区6%的透过率提升，并没有明确该膜系在宽谱增透方面的减反效果，也没有实现紫外光区的功能作用，同时上层的纳米颗粒薄膜并不利于薄膜的结合力提升。《双层低折射率减反射膜的制备方法》（公开号CN104711551A）与《一种高强度双层减反膜》（公开号CN205752191U）公开了TiO2膜与SiO2膜的组合减反膜系，但是这种膜系是单种材料的组合膜系，难以实现膜层折射率的精确调控，致使薄膜虽然能够实现一定波段减反效果，但减反的波谱范围难以扩展，甚至是抑制了宽波的光线透过率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双玻组件太阳能电池用宽谱增透紫外屏蔽盖板玻璃，该玻璃能够在宽谱范围内有效地增加透过率，同时可以有效降低紫外光的透过率，实现紫外屏蔽。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种双玻组件太阳能电池用宽谱增透紫外屏蔽盖板玻璃，包括压延玻璃基板，压延玻璃基板顶面依次层叠有混合介质膜层与酸性SiO2膜层，混合介质膜层由TiO2溶胶与SiO2溶胶混合后镀膜制得，TiO2溶胶与SiO2溶胶的混合摩尔比为0.3:1～6:1；酸性SiO2膜层由SiO2溶胶镀膜制得，SiO2溶胶采用正硅酸四乙酯为前驱体制备，SiO2溶胶的pH值为2.0～5.0，SiO2固含量为0.1～0.3%。
进一步的，所述TiO2溶胶采用钛酸四丁酯为前驱体制备，TiO2溶胶体系pH值为2.0～5.0，TiO2固含量为0.1～0.5%。
进一步的，所述混合介质膜层厚度为60～200nm，折射率为1.50～1.85；酸性SiO2膜层厚度为50～150nm，折射率1.40～1.60。
本发明的有益效果是，由TiO2与SiO2构成复合薄膜基层，通过组分比例的调控能够实现薄膜折射率的精确调控，上层的酸性SiO2确保了薄膜的硬度与结合力，使盖板玻璃实现了太阳光宽谱范围380～1100nm波段的增透效果，同时，由于TiO2的半导体特性，拥有相对较小的3.2eV禁带宽度，在薄膜玻璃热处理后，可以增强吸收紫外波段的光线，从而在保持增透效果的前提下，降低了紫外光透过率，使得薄膜玻璃在双玻组件太阳能电池特别是CIGS薄膜太阳能电池领域具有极大的应用优势，宽谱的增透效果在更大程度上增强了电池对光的吸收从而提高电池效率，对紫外光的屏蔽能够减小对电池组件的损伤从而提高电池寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施例一膜系的断面图；
图3是本发明实施例二膜系的断面图；
图4是本发明实施例三膜系的断面图；
图5是本发明实施例一、二、三中膜系的透过率图谱。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本发明提供一种双玻组件太阳能电池用宽谱增透紫外屏蔽盖板玻璃，包括压延玻璃基板1，压延玻璃基板1顶面依次层叠有混合介质膜层2与酸性SiO2膜层3，混合介质膜层2由TiO2溶胶与SiO2溶胶混合后镀膜制得，TiO2溶胶采用钛酸四丁酯为前驱体制备，TiO2溶胶体系pH值为2.0，TiO2固含量为0.1%；SiO2溶胶采用正硅酸四乙酯为前驱体制备，SiO2溶胶的pH值为2.0，SiO2固含量为0.1%；，可用HCl调节TiO2溶胶与SiO2溶胶的pH值；混合介质膜层中TiO2溶胶与SiO2溶胶的摩尔比为0.3:1。所述酸性SiO2膜层3也由SiO2溶胶镀膜制得。
在镀制混合介质膜层2时，可先将摩尔比为0.3:1的TiO2溶胶与SiO2溶胶混合，再通过辊涂法镀膜在压延玻璃基板1镀制，辊涂速度、钢辊胶辊速度为6m/min，以200℃环境中预结晶10min即得到厚度为60nm的混合介质膜层2；镀制酸性SiO2膜层3时，以SiO2溶胶通过辊涂法镀膜在混合介质膜层2上镀制，辊涂速度、钢辊胶辊速度为5m/min，再以200℃环境中热处理10min得到厚度为50nm的酸性SiO2膜层3；最后在450℃环境中热处理2h得到本发明盖板玻璃。热处理时的升温工艺为：以1℃/min的升温速率将温度升至200℃保温30min后继续以1℃/min的升温速率升温至450℃。
盖板玻璃中混合介质膜层2的折射率为1.69，酸性SiO2膜层3的折射率为1.49。
结合图2所示，本实施例具有良好的透过率。
实施例二
如图1所示，本发明提供一种双玻组件太阳能电池用宽谱增透紫外屏蔽盖板玻璃，包括压延玻璃基板1，压延玻璃基板1顶面依次层叠有混合介质膜层2与酸性SiO2膜层3，混合介质膜层2由TiO2溶胶与SiO2溶胶混合后镀膜制得，TiO2溶胶采用钛酸四丁酯为前驱体制备，TiO2溶胶体系pH值为3.5，TiO2固含量为0.3%；SiO2溶胶采用正硅酸四乙酯为前驱体制备，SiO2溶胶的pH值为3.5，SiO2固含量为0.2%；，可用HCl调节TiO2溶胶与SiO2溶胶的pH值；混合介质膜层中TiO2溶胶与SiO2溶胶的摩尔比为1.4:1。所述酸性SiO2膜层3也由SiO2溶胶镀膜制得。
在镀制混合介质膜层2时，可先将摩尔比为1.4:1的TiO2溶胶与SiO2溶胶混合，再通过浸渍提拉法镀膜在压延玻璃基板1镀制，提拉速度为180mm/min，以300℃环境中预结晶20min即得到厚度为100nm的混合介质膜层2；镀制酸性SiO2膜层3时，以SiO2溶胶通过浸渍提拉法镀膜在混合介质膜层2上镀制，提拉速度为120mm/min，再以300℃环境中热处理20min得到厚度为90nm的酸性SiO2膜层3；最后在500℃环境中热处理1.5h得到本发明盖板玻璃。
热处理时的升温工艺为：以2.5℃/min的升温速率将温度升至300℃保温30min后继续以2.5℃/min的升温速率升温至500℃。
盖板玻璃中混合介质膜层2的折射率为1.55，酸性SiO2膜层3的折射率为1.40。
结合图3所示，本实施例具有良好的透过率。
实施例三
如图1所示，本发明提供一种双玻组件太阳能电池用宽谱增透紫外屏蔽盖板玻璃，包括压延玻璃基板1，压延玻璃基板1顶面依次层叠有混合介质膜层2与酸性SiO2膜层3，混合介质膜层2由TiO2溶胶与SiO2溶胶混合后镀膜制得，TiO2溶胶采用钛酸四丁酯为前驱体制备，TiO2溶胶体系pH值为5.0，TiO2固含量为0.5%；SiO2溶胶采用正硅酸四乙酯为前驱体制备，SiO2溶胶的pH值为3.5，SiO2固含量为0.3%；，可用HCl调节TiO2溶胶与SiO2溶胶的pH值；混合介质膜层中TiO2溶胶与SiO2溶胶的摩尔比为6:1。所述酸性SiO2膜层3也由SiO2溶胶镀膜制得。
在镀制混合介质膜层2时，可先将摩尔比为6:1的TiO2溶胶与SiO2溶胶混合，再通过旋涂法镀膜在压延玻璃基板1镀制，旋涂法速度为2000r/min，旋涂时间20s，以400℃环境中预结晶30min即得到厚度为200nm的混合介质膜层2；镀制酸性SiO2膜层3时，以SiO2溶胶通过旋涂法镀膜在混合介质膜层2上镀制，旋涂法速度为2000r/min，旋涂时间20s，再以400℃环境中热处理30min得到厚度为150nm的酸性SiO2膜层3；最后在550℃环境中热处理1h得到本发明盖板玻璃。
热处理时的升温工艺为：以5℃/min的升温速率将温度升至400℃保温30min后继续以5℃/min的升温速率升温至550℃。
盖板玻璃中混合介质膜层2的折射率为1.85，酸性SiO2膜层3的折射率为1.60。
结合图4所示，本实施例具有良好的透过率。
结合图5所示，本发明使盖板玻璃实现了太阳光宽谱范围380～1100nm波段的增透效果。
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 (3)
1.一种双玻组件太阳能电池用宽谱增透紫外屏蔽盖板玻璃，其特征在于，包括压延玻璃基板，压延玻璃基板顶面依次层叠有混合介质膜层与酸性SiO2膜层，混合介质膜层由TiO2溶胶与SiO2溶胶混合后镀膜制得，TiO2溶胶与SiO2溶胶的混合摩尔比为0.3:1～6:1；酸性SiO2膜层由SiO2溶胶镀膜制得，SiO2溶胶采用正硅酸四乙酯为前驱体制备，SiO2溶胶的pH值为2.0～5.0，SiO2固含量为0.1～0.3%。
2.根据权利要求1所述的一种双玻组件太阳能电池用宽谱增透紫外屏蔽盖板玻璃，其特征在于，所述TiO2溶胶采用钛酸四丁酯为前驱体制备，TiO2溶胶体系pH值为2.0～5.0，TiO2固含量为0.1～0.5%。
3.根据权利要求1所述的一种双玻组件太阳能电池用宽谱增透紫外屏蔽盖板玻璃，其特征在于，所述混合介质膜层厚度为60～200nm，折射率为1.50～1.85；酸性SiO2膜层厚度为50～150nm，折射率1.40～1.60。
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