CN115806748A - 一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光催化技术和绿色新能源功能材料领域，特别涉及一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法及其应用；本发明的成膜涂层材料是以硫酸氧钛为钛源，聚乙二醇作为孔状结构添加剂，制备出纳米二氧化钛溶胶；以正硅酸乙酯为硅源，盐酸催化其水解，添加十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂和抗电剂，制备出纳米二氧化硅溶胶；最后将两者搅拌混合静置后得到复合纳米TiO2‑SiO2溶胶；该溶胶是一种功能性水基溶胶，其配方与工艺可实现纳米复合的高效分散机制，在光伏面板表面喷涂该溶液，无须热处理即可快速成膜，且该成膜涂层材料具有较高的透光性、亲水性以及光催化降解有机物、抗尘自洁的性能。

Description

一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及光催化技术和绿色新能源功能材料领域，特别涉及一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法及其应用。
背景技术
在大背景下，世界能源结构向多元化、生态化、低碳化的方向转型，光伏行业得到大力发展，对于光伏发电系统，光伏面板由于长期暴露在室外，空气中的灰尘以及有机物颗粒容易沉积在表面上，造成遮挡效应、温度效应以及腐蚀效应，从而降低了光伏面板的透光性，影响光伏组件的功率输出，从而导致光伏发电量以及电站效能降低。与此同时，对玻璃表面污染物进行频繁清洁不仅容易造成电池损伤，还增加了光伏电站后期维护成本。因此，光伏电站组件表面高效清洁技术的开发成为亟待解决的问题。
根据自清洁作用的原理不同，可将自清洁涂层分为超疏水型、超亲水型和光催化型、抗静电型。其中，超疏水型涂层类似于“荷叶效应”，即水与表面的接触角大于150°时，水在材料表面会形成球状水珠，并在重力或风力的作用下自动脱落；超亲水型涂层类似于“皂角效应”，即水与表面的接触角小于15°时，水在材料表面完全铺张形成水膜，将污染物与材料表面隔离开，在风力或重力等外力作用下使污染物自动脱落；光催化涂层是基于半导体材料的光催化性能，在光照情况下，可以催化降解吸附在薄膜表面的有机污染物，生成水和二氧化碳，从而达到自清洁功能；抗静电型涂层通常是在基体中添加一些抗静电剂来降低材料表面的电阻率，防止静电的积累，从而减少灰尘的沉积。这四种类型的涂层虽然都具有一定的抗尘自洁性能，但各自的应用存在局限性：超亲水型和超疏水自清洁涂层仅在有雨水的情况下才能完全实现自清洁性能；光催化自清洁涂层虽然能分解有机物，但仍需要雨水将灰尘冲洗干净，而抗静电涂层仅适用于干燥环境中。目前，市面上存在的针对光伏面板表面的自清洁涂层大多是单一功能的，且存在制备工艺复杂、成本较高、对面板附着力不强、防尘能力不足以及施工工艺复杂等问题。
虽然也有些光伏面板成膜涂层材料的公开专利及文献，如专利CN114231177A公开了一种太阳能光伏板表面自清洁涂层及其制备方法；专利CN103929120B公开了一种建筑外墙光伏发电系统及其制备方法；专利CN108948802A公开了一种透光性增强的自清洁涂层，但他们所制备的涂层材料过程中使用了大量有机助剂及交联剂，这些有机类助剂通常会与纳米材料一起被固化在所制备的涂层中，降低了光伏面板的透光率，同时过多有机试剂的挥发也会导致薄膜表面各向收缩不均匀。此外，这些公开技术通过高温煅烧进行固化处理，虽然也能去除涂层中残留的部分有机物，但所形成的孔洞会降低涂层材料的附着力及耐候性，并且易导致薄膜表面产生大量裂纹。此外，目前自清洁涂层材料的制备方法一般是通过溶胶-凝胶法直接制备薄膜，或者对溶胶进行改性并经过高温(＞300℃)煅烧。而这种高温热处理方法不适用有机涂层及热敏材料，并且限制了自清洁涂层材料在既有光伏建筑上的应用。
并且，在现有技术中须经热处理(300-500℃，2-3h)方可成膜，因为热处理能够提高涂层与基底的附着力，但其能耗大、时间长。因此，将超亲水性、超疏水性、光催化和抗静电等两种或多种性能结合在一起制备出自洁抗尘、增透减反、可低温固化，容易成膜以及高性价比的光伏面板成膜涂层材料对于光伏行业的发展十分有必要。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法及其应用。
具体是通过以下技术方案来实现的：
本发明的第一目的是提供：一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
1纳米二氧化钛溶胶的制备：
1.1将硫酸氧钛(TiOSO4)分散于混合溶剂中，搅拌均匀，加热使硫酸氧钛溶解，得到TiOSO4溶液；
1.2向TiOSO4溶液中滴加NH3·H2O溶液并同时保持搅拌，当溶液pH达到7，停止滴加NH3·H2O溶液,继续搅拌析出沉淀后再静置，沉淀经过离心处理后，将其反复用去离子水洗涤，直至用氯化钡溶液检测沉淀中无SO4 2-为止，即获得水合二氧化钛(TiO(OH)2)；
1.3配制TiO(OH)2前驱体并滴加硝酸溶液，加热搅拌使之混合均匀，再添加聚乙二醇，最后密封避光陈化后得到透明、略有蓝光的纳米TiO2溶胶；
2纳米二氧化硅溶胶的制备：
2.1将正硅酸乙酯(TEOS)分散于无水乙醇中，搅拌混合均匀得到TEOS溶液；
2.2将无水乙醇、水、浓盐酸混合，得到混合滴加液；
2.3将混合滴加液逐滴加入TEOS溶液中，充分搅拌使之混合均匀，得到混合溶液；
2.4向混合溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，并在室温条件下，密封避光陈化后得到稳定的纳米SiO2透明溶胶。
3TiO2-SiO2纳米复合溶胶的制备：
将纳米二氧化钛溶胶与纳米二氧化硅溶胶混合，强烈搅拌后，密封避光陈化，即可得到TiO2-SiO2纳米复合溶胶。
所述混合溶剂是按照浓硫酸(H2SO4)与水(H2O)的体积比为1:7配制而成。
所述TiOSO4溶液的浓度为0.5mol/L。
所述NH3·H2O溶液的浓度为5mol/L。
所述氯化钡溶液的浓度为0.1mol/L。
所述TiO(OH)2前驱体的浓度为1.25～1.45mol/L。本发明严格控制前驱体的浓度，若浓度过低则会影响二氧化钛薄膜的综合性能；浓度过高，则不易水解。
所述硝酸的用量按照每50mLTiO(OH)2前驱体添加0.2-0.3mL进行控制。
所述聚乙二醇的用量按照每50mLTiO(OH)2前驱体添加2-4g进行控制。
所述聚乙二醇的分子量为2000～4000。
所述混合溶液中各组分的摩尔比为TEOS:C2H5OH:H2O:HCl＝1:(22-25):5:(0.03-0.05)。
所述十六烷基三甲基溴化铵的质量分数为2％～3％。CTAB为固体粉末，主要起表面活性剂和抗电剂的作用，严格控制其质量分数能帮助纳米二氧化钛溶胶的均匀分散，过量则会加重纳米合成过程中的团聚问题现象。
在TiO2-SiO2纳米复合溶胶的制备步骤中，所述纳米二氧化钛溶胶与纳米二氧化硅溶胶混合的摩尔比为n二氧化钛:n二氧化硅＝(3-5):1。
本发明的第二目的是提供一种：由上述方法制备的用于光伏面板的纳米涂层材料在制作光伏面板表面涂层中的应用。
具体地，所述应用的方法是：先将待喷涂的光伏面板表面用丙酮、无水乙醇、水超声清洗干净后烘干，然后将前述的纳米涂层材料喷涂于光伏面板表面，形成湿膜层，待溶剂挥发后室温干燥30～40min，即得干膜层，控制表面喷涂湿膜层厚度为1500～2100nm，干膜层厚度为120～170nm。
本发明的技术原理：
本发明的纳米涂层材料是以低成本的硫酸氧钛为钛源，聚乙二醇作为孔状结构添加剂，制备出纳米二氧化钛溶胶；以正硅酸乙酯为硅源，盐酸催化其水解，添加十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂和抗电剂，制备出纳米二氧化硅溶胶；最后将两者搅拌混合静置后得到复合纳米TiO2-SiO2溶胶；该溶胶是一种功能性水基溶胶，其配方与工艺可实现纳米复合的高效分散机制，在光伏面板表面喷涂该溶液，无须热处理即可快速成膜，且该成膜涂层材料具有较高的透光性、亲水性以及光催化降解有机物、抗尘自洁的性能，并且该膜能够适用于雨量多发地区或气候干燥地区，其具有较好的耐候性。
本发明首先考虑到二氧化钛晶粒尺寸小，则引起光散射小，因此通过引入聚乙二醇后所形成的孔隙可以使得透光率增大，所制备的纳米二氧化硅表面存在大量羟基，对水有相当的亲和力，以保持硅的四面体配位，满足表面硅原子的化合价，引入后，其羟基与二氧化钛表面羟基产生键合作用，不仅可以提高二氧化钛的超亲水性能，增强其与玻璃基底的附着力，还可以降低复合膜的反射系数，提高可见光的透过率，因此使得所制备的涂层材料具有优异的亲水性和光催化性能。当涂覆成膜且溶剂挥发完全固化后，羟基上的负电荷经涂层被泄放，低温固化时纳米材料与玻璃基底表面依靠彼此羟基吸引形成的分子间作用力，使得该涂层获得一定的涂层附着力。
本发明加入硝酸能够使反应在酸性条件下催化TiO(OH)2水解，根据水解程度添加硝酸。
聚乙二醇能够起到分散剂和模板剂的作用，引入聚乙二醇形成孔隙；随着聚乙二醇分子量的增加，其分子链的长度也增长，在溶胶粒子交联过程中，所形成的团簇的体积就会增大，容易形成较大孔洞结构，从而提高薄膜的透过率；但当其分子量增加到一定值时，溶胶中会出现大的团聚，粒子的分布会变得不均匀，这将导致溶胶稳定性下降，从而影响后期薄膜的镀制。
同时，本发明在二氧化硅的合成过程中引入十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂和抗电剂，一方面改善酸催化条件下形成的二氧化硅溶胶的微观结构，另一方面提高涂层的抗静电、防尘能力。
本发明所制备的涂层材料在光伏面板表面的纳米尺度上是粗糙的，这种纳米级粗糙度可以使灰尘粒子的接触面积更小，从而减少摩擦力，使灰尘更容易滑落保证了光伏面板表面的自动防尘性能。
因此，本发明制备的纳米涂层材料具有超亲水性和光催化分解有机物的能力，可有效减少有机物连带的灰尘粘结现象，保证了自清洁性能，减少了光伏面板表面因积尘引起的组件输出功率的损失。同时具有优异的抗静电能力和纳米尺度的粗糙度，从根本上减少了灰尘粒子的接触量。
有益效果：
1、本发明方法绿色环保，在纳米涂层材料合成过程中未使用有机交联剂，一方面，可避免有机交联剂的引入导致光伏面板透光率的降低；另一方面，可避免过多有机试剂的挥发导致薄膜表面各向收缩不均匀，且更加经济和环保。
2、本发明的用于光伏面板的纳米涂层材料具有优异的自洁抗尘性能，一方面，本发明中纳米涂层材料集合了优异的亲水性、光催化性和抗静电性能，因此综合提升了自洁抗尘性；另一方面，本发明制备的涂层材料在光伏面板表面的纳米尺度上是粗糙的，这种纳米级粗糙度使灰尘粒子的接触面积更小，从而减少摩擦力，使灰尘更容易滑落保证了光伏面板表面的自动防尘性能。
3、本发明的纳米涂层材料的制备方法和应用方法简单、成本低廉、环保高效，可大面积采用简单的喷涂的方法，且无须热处理立即成膜，避免了热处理过程气体排出从而产生气泡、以及各晶粒增长不一致产生局部应力，从而导致薄膜表面产生大量裂纹等问题的出现。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，步骤如下：
1制备纳米二氧化钛溶胶：
1.1将浓硫酸与水按照V浓硫酸:V水＝1:7的比例，制成混合溶剂；
1.2将TiOSO4分散于混合溶剂中，搅拌混合均匀，于40℃加热使TiOSO4溶解，得到浓度为0.5mol/L的TiOSO4溶液；
1.3向TiOSO4溶液中滴加浓度为5mol/LNH3·H2O溶液并同时保持搅拌，当溶液pH达到7时，停止滴加NH3·H2O溶液，继续搅拌15min，观察发现析出大量沉淀，并使溶液静置10min，沉淀经过离心处理后，用去离子水反复洗涤沉淀，直至用0.1mol/L的氯化钡溶液检测沉淀中无SO4 2-为止，即获得水合二氧化钛(TiO(OH)2)；
1.4配制浓度为1.25mol/L，体积为50mL的TiO(OH)2前驱体，滴加0.25mL的硝酸溶液，60℃加热并搅拌2h使之混合均匀，添加分子量为2000、质量为2g的PEG，最后密封避光陈化5天后得到透明、略有蓝光的纳米TiO2溶胶；
2制备纳米二氧化硅溶胶：将正硅酸乙酯(TEOS)分散于无水乙醇中，搅拌混合均匀得到正硅酸乙酯溶液；将无水乙醇、水、浓盐酸混合，得到混合滴加液；将混合滴加液逐滴加入正硅酸乙酯溶液中，充分搅拌使之混合均匀，得到混合溶液；所述混合溶液中各组分的摩尔比为TEOS:C2H5OH:H2O:HCl＝1:22:5:0.03；向混合溶液中加入质量分数为2％的十六烷基三甲基溴化铵，并在室温条件下，密封避光陈化5天后得到稳定的纳米SiO2透明溶胶。
3TiO2-SiO2纳米复合溶胶的制备：将纳米二氧化钛溶胶与纳米二氧化硅溶胶以nTiO2:nSiO2＝3:1的摩尔比例混合，强烈搅拌3h，然后密封避光陈化一周后即可得到TiO2-SiO2纳米复合溶胶。
实施例2
一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，步骤如下：
1制备纳米二氧化钛溶胶：
1.1将浓硫酸与水按照V浓硫酸:V水＝1:7的比例，制成混合溶剂；
1.2将TiOSO4分散于混合溶剂中，搅拌混合均匀，于45℃加热使TiOSO4溶解，得到浓度为0.5mol/L的TiOSO4溶液；
1.3向TiOSO4溶液中滴加浓度为5mol/LNH3·H2O溶液并同时保持搅拌，当溶液PH达到7时，停止滴加NH3·H2O溶液,继续搅拌15min，观察发现析出大量沉淀，并使溶液静置10min，沉淀经过离心处理后，用去离子水反复洗涤沉淀，直至用0.1mol/L的氯化钡溶液检测沉淀中无SO4 2-为止，即获得水合二氧化钛(TiO(OH)2)；
1.4配制浓度为1.35mol/L，体积为50mL的TiO(OH)2前驱体，滴加0.25mL的硝酸溶液，60℃加热并搅拌2h使之混合均匀，添加分子量为3000为3g的PEG，最后密封避光陈化5天后得到透明、略有蓝光的纳米TiO2溶胶；
2制备纳米二氧化硅溶胶：将正硅酸乙酯分散于无水乙醇中，搅拌混合均匀得到正硅酸乙酯溶液；将无水乙醇、水、浓盐酸混合，得到混合滴加液；将混合滴加液逐滴加入正硅酸乙酯溶液中，充分搅拌使之混合均匀，得到混合溶液；所述混合溶液中各组分的摩尔比为TEOS:C2H5OH:H2O:HCl＝1:23:5:0.04；向混合溶液中加入质量分数为2.5％的十六烷基三甲基溴化铵，并在室温条件下，密封避光陈化5天后得到稳定的纳米SiO2透明溶胶。
TiO2-SiO2纳米复合溶胶的制备：将纳米二氧化钛溶胶与纳米二氧化硅溶胶以nTiO2:nSiO2＝4:1的摩尔比例混合，强烈搅拌3h，然后密封避光陈化一周后即可得到TiO2-SiO2纳米复合溶胶。
实施例3
一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，步骤如下：
1制备纳米二氧化钛溶胶：
1.1将浓硫酸与水按照V浓硫酸:V水＝1:7的比例，制成混合溶剂；
1.2将TiOSO4分散于混合溶剂中，搅拌混合均匀，于50℃下加热使TiOSO4溶解，得到浓度为0.5mol/L的TiOSO4溶液；
1.3向TiOSO4溶液中滴加浓度为5mol/LNH3·H2O溶液并同时保持搅拌，当溶液PH达到7时，停止滴加NH3·H2O溶液,继续搅拌15min，观察发现析出大量沉淀，并使溶液静置10min，沉淀经过离心处理后，用去离子水反复洗涤沉淀，直至用0.1mol/L的氯化钡溶液检测沉淀中无SO4 2-为止，即获得水合二氧化钛(TiO(OH)2)；
1.4配制浓度为1.45mol/L，体积为50mL的TiO(OH)2前驱体，滴加0.25mL的硝酸溶液，60℃加热并搅拌2h使之混合均匀，添加分子量为4000，质量为4gPEG，最后密封避光陈化5天后得到透明、略有蓝光的纳米TiO2溶胶；
2制备纳米二氧化硅溶胶：将正硅酸乙酯分散于无水乙醇中，搅拌混合均匀得到正硅酸乙酯溶液；将无水乙醇、水、浓盐酸混合，得到混合滴加液；将混合滴加液逐滴加入正硅酸乙酯溶液中，充分搅拌使之混合均匀，得到混合溶液；所述混合溶液中各组分的摩尔比为TEOS:C2H5OH:H2O:HCl＝1:24:5:0.05；向混合溶液中加入质量分数为3％的十六烷基三甲基溴化铵，并在室温条件下，密封避光陈化5天后得到稳定的纳米SiO2透明溶胶。
3TiO2-SiO2纳米复合溶胶的制备：将纳米二氧化钛溶胶与纳米二氧化硅溶胶以nTiO2:nSiO2＝5:1的摩尔比例混合，强烈搅拌3h，然后密封避光陈化一周后即可得到TiO2-SiO2纳米复合溶胶。
将实施例1-3所制得的自洁抗尘型涂层进行接触角测试，测试结果显示实施例1的接触角为6.12°；实施例2的接触角为5.75°；实施例3的接触角为6.24°。以上结果表明所制备的涂层具有良好的超亲水性。
利用质量浓度为0.1％的亚甲基蓝溶液对实施例1-3所制得的自洁抗尘型涂层进行12h的光催化降解测试，测试结果显示实施例1亚甲基蓝的光催化降解率为83.2％,；实施例2的光催化降解率为84.6％；实施例3的光催化降解率为82.7％。以上结果表明所制备的涂层具有良好的光催化自清洁性能。
将实施例1-3所制得的自洁抗尘型涂层进行透光率测试，测试结果显示在380～780nm波长范围内，实施例1对光的平均透过率为92.8％，峰值透过率为94.1％；实施例2对光的平均透过率为93.6％，峰值透过率为95.7％；实施例3对光的平均透过率为92.3％，峰值透过率为93.9％。
对比例1
一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，在实施例2的基础上，与实施例2的区别在于：步骤1.4中未添加PEG，具体步骤如下：
1制备纳米二氧化钛溶胶：
1.1-1.3同实施例2的步骤1.1-1.3一致；
1.4配制浓度为1.35mol/L的TiO(OH)2前驱体，滴加0.25mL的硝酸溶液，60℃加热并搅拌2h使之混合均匀，最后密封避光陈化5天后得到透明、略有蓝光的纳米TiO2溶胶；
2制备纳米二氧化硅溶胶：同实施例2的步骤2一致。
对比例2
一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，在实施例2的基础上，与实施例2的区别在于：将步骤1.4中的PEG替换为硅烷偶联剂，具体步骤如下：
1制备纳米二氧化钛溶胶：
1.1-1.3同实施例2的步骤1.1-1.3一致；
1.4配制浓度为1.35mol/L的TiO(OH)2前驱体，滴加0.25mL的硝酸溶液，60℃加热并搅拌2h使之混合均匀，添加3g的硅烷偶联剂，最后密封避光陈化5天后得到透明、略有蓝光的纳米TiO2溶胶；
2制备纳米二氧化硅溶胶：：同实施例2的步骤2一致。
对比例3
一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，在实施例2的基础上，与实施例2的区别在于：将步骤1.4中的PEG替换为壳聚糖，具体步骤如下：
1制备纳米二氧化钛溶胶：
1.1-1.3同实施例2的步骤1.1-1.3一致；
1.4配制浓度为1.35mol/L的TiO(OH)2前驱体，滴加0.25mL的硝酸溶液，60℃加热并搅拌2h使之混合均匀，添加3g的壳聚糖，最后密封避光陈化5天后得到透明、略有蓝光的纳米TiO2溶胶；
2制备纳米二氧化硅溶胶：同实施例2的步骤2一致。
将对比例1-3所制得的自洁抗尘型涂层进行接触角测试，测试结果显示对比例1的接触角为15.7°；对比例2的接触角为6.34°；对比例3的接触角为6.17°。与实施例2相比，体系中未添加聚乙二醇时，涂层材料亲水性较差；硅烷偶联剂、壳聚糖分别所制备的涂层材料的亲水性与聚乙二醇持平。
利用质量浓度为0.1％的亚甲基蓝溶液对对比例1-3所制得的自洁抗尘型涂层进行12h的光催化降解测试，测试结果显示对比例1的亚甲基蓝的光催化降解率为83.2％；对比例2的光催化降解率为84.6％；对比例3的光催化降解率为82.7％。与实施例2相比，体系中未添加聚乙二醇或添加壳聚糖时，涂层材料光催化降解效率有所降低；硅烷偶联剂所制备的涂层材料的光催化降解效率有所提高。
将对比例1-3所制得的自洁抗尘型涂层进行透光率测试，测试结果显示在380～780nm波长范围内，对比例1对光的平均透过率为82.7％，峰值透过率为84.3％；对比例2对光的平均透过率为87.6％，峰值透过率为88.6％；对比例3对光的平均透过率为91.7％，峰值透过率为94.7％。与实施例2相比，体系中未添加聚乙二醇或添加硅烷偶联剂时，涂层材料的透光率均有所降低；添加壳聚糖所制备的涂层材料的透过率与添加聚乙二醇时持平。
应用例1
将实施例1制备的用于光伏面板的纳米涂层材料用于制作光伏面板表面涂层，具体是：先将待喷涂的光伏面板表面用丙酮、无水乙醇、水超声清洗干净后烘干，然后将前述的纳米涂层材料喷涂于光伏面板表面，形成湿膜层，待溶剂挥发后室温干燥30min，即得干膜层，控制表面喷涂湿膜层厚度为1500nm，干膜层厚度为120nm。
应用例2
将实施例2制备的用于光伏面板的纳米涂层材料用于制作光伏面板表面涂层，具体是：先将待喷涂的光伏面板表面用丙酮、无水乙醇、水超声清洗干净后烘干，然后将前述的纳米涂层材料喷涂于光伏面板表面，形成湿膜层，待溶剂挥发后室温干燥35min，即得干膜层，控制表面喷涂湿膜层厚度为1800nm，干膜层厚度为150nm。
应用例3
将实施例3制备的用于光伏面板的纳米涂层材料用于制作光伏面板表面涂层，具体是：先将待喷涂的光伏面板表面用丙酮、无水乙醇、水超声清洗干净后烘干，然后将前述的纳米涂层材料喷涂于光伏面板表面，形成湿膜层，待溶剂挥发后室温干燥40min，即得干膜层，控制表面喷涂湿膜层厚度为2100nm，干膜层厚度为170nm。

Claims (10)

1.一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1纳米二氧化钛溶胶的制备：
1.1将硫酸氧钛(TiOSO4)分散于混合溶剂中，搅拌均匀，加热使硫酸氧钛溶解，得到TiOSO4溶液；
1.2向TiOSO4溶液中滴加NH3·H2O溶液并同时保持搅拌，当溶液pH达到7，停止滴加NH3·H2O溶液,继续搅拌析出沉淀后再静置，沉淀经过离心处理后，将其反复用去离子水洗涤，直至用氯化钡溶液检测沉淀中无SO4 2-为止，即获得水合二氧化钛(TiO(OH)2)；
1.3配制TiO(OH)2前驱体并滴加硝酸溶液，加热搅拌使之混合均匀，再添加聚乙二醇，最后密封避光陈化后得到透明、略有蓝光的纳米TiO2溶胶；
2纳米二氧化硅溶胶的制备：
2.1将正硅酸乙酯(TEOS)分散于无水乙醇中，搅拌混合均匀得到TEOS溶液；
2.2将无水乙醇、水、浓盐酸混合，得到混合滴加液；
2.3将混合滴加液逐滴加入TEOS溶液中，充分搅拌使之混合均匀，得到混合溶液；
2.4向混合溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，并在室温条件下，密封避光陈化后得到稳定的纳米SiO2透明溶胶；
3TiO2-SiO2纳米复合溶胶的制备：
将纳米二氧化钛溶胶与纳米二氧化硅溶胶混合，强烈搅拌后，密封避光陈化，即可得到TiO2-SiO2纳米复合溶胶。
2.如权利要求1所述一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂是按照浓硫酸(H2SO4)与水(H2O)的体积比为1:7配制而成。
3.如权利要求1所述一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，其特征在于，在步骤1.1中，所述TiOSO4溶液的浓度为0.5mol/L；所述加热的温度为40～50℃。
4.如权利要求1所述一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，其特征在于，所述NH3·H2O溶液的浓度为5mol/L；所述氯化钡溶液的浓度为0.1mol/L。
5.如权利要求1所述一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，其特征在于，所述TiO(OH)2前驱体的浓度为1.25～1.45mol/L；所述聚乙二醇的分子量为2000～4000。
6.如权利要求1所述一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中各组分的摩尔比为TEOS:C2H5OH:H2O:HCl＝1:(22-25):5:(0.03-0.05)。
7.如权利要求1所述一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，其特征在于，所述十六烷基三甲基溴化铵的质量分数为2％～3％。
8.如权利要求1所述一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法，其特征在于，在TiO2-SiO2纳米复合溶胶的制备步骤中，所述纳米二氧化钛溶胶与纳米二氧化硅溶胶混合的摩尔比为n二氧化钛:n二氧化硅＝(3-5):1。
9.如权利要求1-8任一项所述一种用于光伏面板的纳米涂层材料的制备方法制备的用于光伏面板的纳米涂层材料在制作光伏面板表面涂层中的应用。
10.如权利要求9所述的用于光伏面板的纳米涂层材料在制作光伏面板表面涂层中的应用，其特征在于，所述应用的方法是：先将待喷涂的光伏面板表面用丙酮、无水乙醇、水超声清洗干净后烘干，然后将前述的纳米涂层材料喷涂于光伏面板表面，形成湿膜层，待溶剂挥发后室温干燥30～40min，即得干膜层，控制表面喷涂湿膜层厚度为1500～2100nm，干膜层厚度为120～170nm。
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