CN110323285B - 一种基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜及其制备方法与应用，多功能薄膜，包括：柔性薄膜基材层；微米级结构层，附着于柔性薄膜基材层上，包括呈阵列排列的若干微米级结构，微米级结构的直径为0.5μm‑500μm，高度为1μm‑1000μm，相邻两个微米级结构之间的间隔为10μm‑1000μm；每个微米级结构的一端附着于柔性薄膜基材上，相对的另一端设置有一级纳米结构，一级纳米结构的直径为100nm‑1000nm，一级纳米结构的远离微米级结构的一端设置有二级纳米结构，二级纳米结构的直径为1nm～380nm；疏水涂层，附着于柔性薄膜基材层、微米级结构层、一级纳米结构和二级纳米结构的裸露表面。该多功能薄膜的大面积一致性好，具有超疏水性能、减反性能和自清洁性能，可应用于薄膜太阳能电池表面。
Description
技术领域
本发明属于多功能材料的制备技术领域，尤其是涉及一种基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜及其制备方法与应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
随着煤、石油、天然气等能源日益枯竭和环境污染日益加剧，人们迫切需要寻找清洁可再生新能源，薄膜太阳能电池是缓解能源危机的新型光伏器件。薄膜太阳能电池常用于室外环境，水滴、颗粒污染物附着在表面会严重削弱器件的光电转换效率。
目前已报道的功能性表面存在功能单一、制作工艺繁琐、成本高等问题。中国专利CN 109483058 A公开了一种在不规则金属曲面上快速大面积远程制备超疏水抗反射结构的方法，采用飞秒激光和化学氟化处理相结合的方法制备超疏水抗反射表面，发明人发现，该专利的飞秒激光加工效率较低且无法连续加工，此外该专利制备的超疏水抗反射表面没有涉及自清洁功能。中国专利CN 109468648 A公开了一种铝或铝合金防结霜表面的大规模制备方法，发明人发现，该专利采用化学腐蚀方法制备微米级结构，通过水热合成法生长纳米级粗糙结构，由于化学腐蚀和水热合成具有随机性，无法保证大面积上的一致性，且制备效率低、制备的防结霜表面仅具备超疏水性能。中国专利CN 109530188 A公开了一种自清洁铝镁合金表面制备方法，通过镁铝合金表面进行预处理清洗、微弧氧化、再清洗并干燥，然后再将配置的二氧化钛自清洁溶胶涂覆在镁铝合金表面，对镁铝合金表面进行相应的热处理得到一种自清洁镁铝合金表面，发明人发现，该专利存在工艺繁琐、制备的自清洁铝镁合金表面仅具备自清洁功能等不足。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜及其制备方法与应用。该多功能薄膜的大面积一致性好，同时具有超疏水性能、减反性能和自清洁性能，可以应用于薄膜太阳能电池表面，且制备方法的制备效率高。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，包括：
柔性薄膜基材层；
微米级结构层，附着于柔性薄膜基材层上，包括呈阵列排列的若干微米级结构，微米级结构的直径为0.5μm-500μm，高度为1μm-1000μm，相邻两个微米级结构之间的间隔为10μm-1000μm；
每个微米级结构的一端附着于柔性薄膜基材上，相对的另一端设置有一级纳米结构，一级纳米结构的直径为100nm-1000nm，一级纳米结构的远离微米级结构的一端设置有二级纳米结构，二级纳米结构的直径为1nm～380nm；
疏水涂层，附着于柔性薄膜基材层、微米级结构层、一级纳米结构和二级纳米结构的裸露表面。
柔性薄膜基材层提供支承基体；微米级结构、一级纳米结构、二级纳米结构和疏水涂层协同实现超疏水性能；二级纳米结构小于可见光波长，可以实现减反性能；一级纳米结构和二级纳米结构的间距小于灰尘等颗粒的尺寸，颗粒无法落入结构间隙，聚集于结构表面的颗粒物在微弱的吹动或结构自身柔性形变情况下即可脱落，实现自清洁性能。
在一些实施例中，所述微米级结构为长方体结构、圆柱形结构、棱柱结构、微透镜结构、圆台形结构或棱台结构等，一级纳米结构为圆柱或圆台形结构等，二级纳米结构为圆柱、圆台或圆锥形结构等。
在一些实施例中，微米级结构在柔性薄膜基材层上的阵列排布方式为矩形阵列、六边形阵列、菱形阵列或圆形阵列等。
在一些实施例中，每个一级纳米结构的高度为50-1000nm，相邻两个一级纳米结构之间的间距为10-1000nm；每个二级纳米结构的高度为1-900nm，相邻两个二级纳米结构之间的间距为1-800nm。
在一些实施例中，所述疏水涂层的材料为全氟烷氧基树脂(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)的一种或两种的混合材料。
进一步的，所述疏水涂层的厚度为3nm-200nm。
在一些实施例中，柔性薄膜基材的材料为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)等中的任意一种。
上述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，包括如下步骤：
采用激光直写工艺在抛光铝片表面加工微米级凹槽阵列；
采用多步阳极氧化工艺加工阶梯状纳米结构，具体为：将加工微米级凹槽阵列的抛光铝片完全浸没于酸溶液中，首先进行第一次阳极氧化处理，去除铝片表面的氧化层；在第一次阳极氧化基础上，进行第二次阳极氧化处理获得一级纳米结构，然后通过第一次扩孔处理调节一级纳米结构的结构参数；在此基础上，进行第三次阳极氧化处理获得二级纳米结构，并通过第二次扩孔处理调节二级纳米结构的结构参数；最后对铝片进行表面清洗，即可获得微纳复合结构模具；
采用卷对卷压印工艺在柔性薄膜基材上压印微纳复合结构阵列；
采用等离子沉积工艺在柔性薄膜基材表面沉积疏水涂层，获得多功能表面。
在一些实施例中，多步阳极氧化工艺中的酸溶液为硫酸、磷酸或盐酸。
在一些实施例中，将电化学装置的阳极放置于阴极的上方。这样可以避免反应过程产生的气体附着在凹槽表面阻碍后续的多级纳米结构加工。
在一些实施例中，第一次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为1.5-3％的磷酸溶液，温度8-12℃，电压118-122V，时间28-32min。
在一些实施例中，第二次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为1.5-3％的磷酸溶液，温度8-12℃，电压118-122V，时间100-140s；第一次扩孔处理的工艺参数为：质量分数为4.5-6％的磷酸溶液，温度28-32℃，电压118-122V，时间18-22min；
第二次阳极氧化和第一次扩孔处理过程中不断搅拌。
由于一级纳米结构的加工是在微米级凹槽的底部，反应过程产生的气体容易附着在微米级凹槽的底面上，阻碍阳极氧化和扩孔处理，因此反应过程需要不断搅拌溶液，使反应过程产生的气体及时排除。
在一些实施例中，第三次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为1.5-3％的磷酸溶液，温度8-12℃，电压118-122V，时间100-140s；第二次扩孔处理的工艺参数为：质量分数为4.5-6％的磷酸溶液，温度28-32℃，电压118-122V，时间12-13min。
由于二级纳米结构的加工是在一级纳米结构的底部，反应过程产生的气体需要经过一级纳米结构和微米级凹槽结构才能排除，非常困难，容易附着在一级纳米结构或微米级凹槽结构的底面上，阻碍阳极氧化和扩孔处理，因此反应过程需要不断搅拌溶液，使反应过程产生的气体及时排除。
在一些实施例中，所述激光直写工艺的具体工艺步骤为：将抛光铝片置于激光加工区域内，设定激光行走路径，通过高能激光束的烧蚀作用去除部分材料，从而获得微米级凹槽阵列。凹槽阵列的结构参数可以通过调节激光的功率和行走速度进行控制。
进一步的，激光的功率为10-1000mW，激光的行走速度为0.1-200mm/s。
在一些实施例中，卷对卷压印工艺中，柔性薄膜基材的进给速度为0.1-60m/min，橡胶辊的挤压力为1-6kg/cm2，模具辊的温度范围为0-100℃。
在一些实施例中，所述等离子沉积工艺的具体步骤为：
将压印有微纳复合结构阵列的柔性薄膜基材放置于等离子沉积设备腔体内部；
将等离子沉积设备腔体抽真空处理，待腔体内的真空度达到设定值，在电压的作用下将需要沉积的材料等离子体化，充入腔体；
等离子体化的材料沉积到柔性薄膜基材表面，形成涂层。
进一步的，对腔体进行抽真空，使其真空度达到0.2-0.5mbar，更进一步的，使腔体的真空度达到0.3mbar。
进一步的，等离子体化的功率为100-600W，沉积的时间为1-30min。
所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜在制备薄膜太阳能电池中的应用。
本发明的有益效果为：
本发明仅需一次卷对卷压印和等离子沉积即可获得基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，该方法可以连续加工，效率高、制作成本低；制备的微纳复合结构阵列具有非常好的一致性，适合大批量生产；基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，同时具有优异的超疏水性能、减反性能和自清洁性能。
附图说明
图1为本发明的实施例的基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的剖视图；
图2为本发明实施例1的制备工艺流程图；
图3为本发明的基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜一个实施例的俯视图。
图中，110-柔性薄膜基材层；120-微米结构层；130-一级纳米结构层；140-二级纳米结构层；150-疏水涂层；160-抛光铝片。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，如图1所示，由柔性薄膜基材层110、微米级结构层120、一级纳米结构层130、二级纳米结构层140和疏水涂层150构成。柔性薄膜基材层110用于提供支承表面；
微米级结构层120，附着于柔性薄膜基材层110上，包括呈阵列排列的若干微米级结构120，微米级结构的直径为0.5μm-500μm，可以为0.5μm、1μm、10μm、100μm、200μm、500μm等，高度为1μm-1000μm，可以为1μm、10μm、100μm、1000μm等，相邻两个微米级结构之间的间隔为10μm-1000μm，可以为10μm、50μm、100μm、500μm、1000μm等；每个微米级结构的一端附着于柔性薄膜基材110上，相对的另一端设置有一级纳米结构，一级纳米结构的直径为100nm-1000nm，可以为100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、700nm、900nm等，一级纳米结构的远离微米级结构的一端设置有二级纳米结构，二级纳米结构的直径为1nm～380nm，可以为5nm、10nm、100nm、150nm、200nm、300nm、350nm等；
疏水涂层150，附着于柔性薄膜基材层110、微米级结构层120、一级纳米结构和二级纳米结构的裸露表面。
微米级结构为长方体结构、圆柱形结构、棱柱结构、微透镜结构、圆台形结构或棱台结构等，一级纳米结构为圆柱或圆台形结构等，二级纳米结构为圆柱、圆台或圆锥形结构等。微米级结构在柔性薄膜基材层上的阵列排布方式为矩形阵列、六边形阵列、菱形阵列或圆形阵列等。
每个一级纳米结构的高度为50-1000nm，可以为50nm、100nm、150nm、200nm、300nm、400nm、600nm、800nm、1000nm等，相邻两个一级纳米结构之间的间距为10-1000nm，可以为100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、700nm、900nm等；每个二级纳米结构的高度为1-900nm，可以为5nm、50nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、700nm、900nm等，相邻两个二级纳米结构之间的间距为1-800nm，可以为10nm、100nm、300nm、400nm、500nm、700nm、800nm等。
疏水涂层的材料为全氟烷氧基树脂(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)的一种或两种的混合材料。疏水涂层的厚度为3nm-200nm，可以为5nm、10nm、50nm、100nm、150nm、200nm等，柔性薄膜基材的材料为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)等中的任意一种。
实施例2
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面的制备方法如图2所示，通过激光直写、阳极氧化等过程制备微纳复合结构模具，采用卷对卷压印工艺制作微纳复合结构阵列，最终通过等离子沉积疏水材料获得多功能表面。
具体采用以下步骤：
采用激光直写工艺在抛光铝片160表面加工微米级凹型结构120；具体为：将抛光铝片160置于激光加工区域内，设定激光行走路径，通过高能激光束的烧蚀作用去除部分材料，从而获得微米级凹槽阵列。激光的功率为10mW，激光的行走速度为200mm/s。
在此基础上，采用多步阳极氧化工艺加工阶梯型纳米结构130和140，从而获得微纳复合结构模具，具体为：将加工微米级凹槽阵列的抛光铝片完全浸没于酸溶液，首先进行第一次阳极氧化处理，该次阳极氧化处理时间较长，用于去除铝片表面的氧化层，第一次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为3％的磷酸溶液，温度12℃，电压122V，时间30min。
在此基础上，然后进行第二次阳极氧化和第一次扩孔处理获得一级纳米结构，第二次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为2％的磷酸溶液，温度10℃，电压120V，时间120s；第一次扩孔处理的工艺参数为：质量分数为6％的磷酸溶液，温度32℃，电压120V，时间20min。由于一级纳米结构的加工是在微米级凹槽的底部，反应过程产生的气体容易附着在微米级凹槽的底面上，阻碍阳极氧化和扩孔处理，因此反应过程需要不断搅拌溶液，使反应过程产生的气体及时排除。
在此基础上，然后进行第三次阳极氧化和第二次扩孔处理获得二级纳米结构，第三次阳极氧化的工艺参数为：质量分数:1.8％的磷酸溶液，温度11℃，电压121V，时间120s；第二次扩孔处理的工艺参数为：质量分数为5％的磷酸溶液，温度30℃，电压120V，时间12min。由于二级纳米结构的加工是在一级纳米结构的底部，反应过程产生的气体需要经过一级纳米结构和微米级凹槽结构才能排除，非常困难，容易附着在一级纳米结构或微米级凹槽结构的底面上，阻碍阳极氧化和扩孔处理，因此反应过程需要不断搅拌溶液，使反应过程产生的气体及时排除。
在此基础上，对铝片表面进行清洗，即可获得微纳复合结构模具。
基于制备的微纳复合结构模具，采用卷对卷压印工艺在柔性薄膜基材110上连续制造微纳复合结构阵列；卷对卷压印工艺中，柔性薄膜基材的进给速度为50m/min，橡胶辊的挤压力为2kg/cm2，模具辊的温度范围为30℃。
最后，通过等离子沉积工艺在微纳复合结构表面沉积疏水涂层150获得多功能表面。
实施例3
制备的一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面如图3所示，微米级结构为长方体形状，底边长和宽为30μm、高度30μm、间距20μm，呈矩形阵列排布；一级纳米结构为圆柱形状，直径600nm、高度600nm，呈矩形阵列排布；二级纳米结构为圆柱形状，直径100nm、高度200nm，呈矩形阵列排布，疏水涂层的厚度为50nm。
制备方法，具体为：
采用激光直写工艺在抛光铝片表面加工微米级凹型结构；具体为：将抛光铝片置于激光加工区域内，设定激光行走路径，通过高能激光束的烧蚀作用去除部分材料，从而获得微米级凹槽阵列，激光的功率为500mW；激光的行走速度为100mm/s。
在此基础上，采用多步阳极氧化工艺加工阶梯型纳米结构，从而获得微纳复合结构模具，具体为：将加工微米级凹槽阵列的抛光铝片完全浸没于酸溶液，将加工微米级凹槽阵列的抛光铝片完全浸没于酸溶液，首先进行第一次阳极氧化处理，该次阳极氧化处理时间较长，用于去除铝片表面的氧化层，第一次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为2％的磷酸溶液，温度10℃，电压120V，时间30min。
在此基础上，然后进行第二次阳极氧化和第一次扩孔处理获得一级纳米结构，第二次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为2％的磷酸溶液，温度10℃，电压120V，时间120s；第一次扩孔处理的工艺参数为：质量分数为5％的磷酸溶液，温度30℃，电压120V，时间20min。由于一级纳米结构的加工是在微米级凹槽的底部，反应过程产生的气体容易附着在微米级凹槽的底面上，阻碍阳极氧化和扩孔处理，因此反应过程需要不断搅拌溶液，使反应过程产生的气体及时排除。
在此基础上，然后进行第三次阳极氧化和第二次扩孔处理获得二级纳米结构，第二次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为2％的磷酸溶液，温度10℃，电压120V，时间120s；第二次扩孔处理的工艺参数为：质量分数为5％的磷酸溶液，温度30℃，电压120V，时间12.5min。由于二级纳米结构的加工是在一级纳米结构的底部，反应过程产生的气体需要经过一级纳米结构和微米级凹槽结构才能排除，非常困难，容易附着在一级纳米结构或微米级凹槽结构的底面上，阻碍阳极氧化和扩孔处理，因此反应过程需要不断搅拌溶液，使反应过程产生的气体及时排除。
在此基础上，对铝片表面进行清洗，即可获得微纳复合结构模具。
基于制备的微纳复合结构模具，采用卷对卷压印工艺在柔性薄膜基材110上连续制造微纳复合结构阵列；卷对卷压印工艺中，柔性薄膜基材的进给速度为30m/min，橡胶辊的挤压力为4kg/cm2，模具辊的温度范围为10℃。
最后，通过等离子沉积工艺在微纳复合结构表面沉积疏水涂层150获得多功能表面。
实施例4
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，与实施例3相比，不同之处在于，一级纳米结构的直径为500nm。
实施例5
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，与实施例3相比，不同之处在于，一级纳米结构的直径为400nm。
实施例6
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，与实施例3相比，不同之处在于，一级纳米结构的高度为400nm。
实施例7
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，与实施例3相比，不同之处在于，一级纳米结构的高度为200nm。
实施例8
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，与实施例3相比，不同之处在于，二级纳米结构的高度为150nm。
实施例9
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，与实施例3相比，不同之处在于，二级纳米结构的高度为100nm。
实施例10
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，与实施例3相比，不同之处在于，二级纳米结构的直径为120nm。
实施例11
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，与实施例3相比，不同之处在于，二级纳米结构的直径为80nm。
对比例1
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，与实施例3相比，不同之处在于，一级纳米结构的直径和高度为0nm，二级纳米结构的直径和高度为0nm。
对比例2
一种基于微纳复合结构和涂层的多功能表面，与实施例3相比，不同之处在于，二级纳米结构的直径和高度为0nm。
表1是实施例3-11、对比例1-2制备的多功能表面接触角、透光率、自清洁性能统计表。
表1多级纳米结构对接触角、透光率、自清洁性能影响
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：包括：
柔性薄膜基材层；
微米级结构层，附着于柔性薄膜基材层上，包括呈阵列排列的若干微米级结构，微米级结构的直径为0.5μm-500μm，高度为1μm-1000μm，相邻两个微米级结构之间的间隔为10μm-1000μm；
每个微米级结构的一端附着于柔性薄膜基材上，相对的另一端设置有一级纳米结构，一级纳米结构的直径为100nm-1000nm，一级纳米结构的远离微米级结构的一端设置有二级纳米结构，二级纳米结构的直径为1nm～380nm；
每个一级纳米结构的高度为50-1000nm，相邻两个一级纳米结构之间的间距为10-1000nm；每个二级纳米结构的高度为1-900nm，相邻两个二级纳米结构之间的间距为1-800nm；疏水涂层，附着于柔性薄膜基材层、微米级结构层、一级纳米结构和二级纳米结构的裸露表面。
2.根据权利要求1所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：所述微米级结构为长方体结构、圆柱形结构、棱柱结构、微透镜结构、圆台形结构或棱台结构，一级纳米结构为圆柱或圆台形结构，二级纳米结构为圆柱、圆台或圆锥形结构。
3.根据权利要求1所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：微米级结构在柔性薄膜基材层上的阵列排布方式为矩形阵列、六边形阵列、菱形阵列或圆形阵列。
4.根据权利要求1所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：所述疏水涂层的材料为全氟烷氧基树脂、聚四氟乙烯的一种或两种的混合材料。
5.根据权利要求1所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：所述疏水涂层的厚度为3nm-200nm。
6.根据权利要求1所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：柔性薄膜基材的材料为聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚乙烯醇中的任意一种。
7.权利要求1-6中任一所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
采用激光直写工艺在抛光铝片表面加工微米级凹槽阵列；
采用多步阳极氧化工艺加工阶梯状纳米结构，具体为：将加工微米级凹槽阵列的抛光铝片完全浸没于酸溶液，首先进行第一次阳极氧化处理，去除铝片表面的氧化层；在第一次阳极氧化基础上，进行第二次阳极氧化处理获得一级纳米结构，然后通过第一次扩孔处理调节一级纳米结构的结构参数；在此基础上，进行第三次阳极氧化处理获得二级纳米结构，并通过第二次扩孔处理调节二级纳米结构的结构参数；最后对铝片进行表面清洗，即可获得微纳复合结构模具；
采用卷对卷压印工艺在柔性薄膜基材上压印微纳复合结构阵列；
采用等离子沉积工艺在柔性薄膜基材表面沉积疏水涂层，获得多功能表面。
8.根据权利要求7所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：多步阳极氧化工艺中的酸溶液为硫酸、磷酸或盐酸。
9.根据权利要求7所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：将电化学装置的阳极放置于阴极的上方。
10.根据权利要求7所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：第一次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为1.5-3％的磷酸溶液，温度8-12℃，电压118-122V，时间28-32min。
11.根据权利要求7所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：第二次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为1.5-3％的磷酸溶液，温度8-12℃，电压118-122V，时间100-140s；第一次扩孔处理的工艺参数为：质量分数为4.5-6％的磷酸溶液，温度28-32℃，电压118-122V，时间18-22min；
第二次阳极氧化和第一次扩孔处理过程中不断搅拌。
12.根据权利要求7所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：第三次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为1.5-3％的磷酸溶液，温度8-12℃，电压118-122V，时间100-140s；第二次扩孔处理的工艺参数为：质量分数为4.5-6％的磷酸溶液，温度28-32℃，电压118-122V，时间12-13min。
13.根据权利要求7所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：所述激光直写工艺的具体工艺步骤为：将抛光铝片置于激光加工区域内，设定激光行走路径，通过高能激光束的烧蚀作用去除部分材料，从而获得微米级凹槽阵列。
14.根据权利要求13所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：激光的功率为10-1000mW，激光的行走速度为0.1-200mm/s。
15.根据权利要求7所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：卷对卷压印工艺中，柔性薄膜基材的进给速度为0.1-60m/min，橡胶辊的挤压力为1-6kg/cm2，模具辊的温度范围为0-100℃。
16.根据权利要求7所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：所述等离子沉积工艺的具体步骤为：
将压印有微纳复合结构阵列的柔性薄膜基材放置于等离子沉积设备腔体内部；
将等离子沉积设备腔体抽真空处理，待腔体内的真空度达到设定值，在电压的作用下将需要沉积的材料等离子体化，充入腔体；
等离子体化的材料沉积到柔性薄膜基材表面，形成涂层。
17.根据权利要求16所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：对等离子沉积设备腔体进行抽真空，使其真空度达到0.2-0.5mbar。
18.根据权利要求17所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：使腔体的真空度达到0.3mbar。
19.根据权利要求16所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：等离子体化的功率为100-600W，沉积的时间为1-30min。
20.权利要求1-6中任一所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜在制备薄膜太阳能电池中的应用。
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| CN201910360626.6A CN110323285B (zh) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | 一种基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜及其制备方法与应用 |
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