CN117645835A - 一种增透镀膜液及一种增透光伏玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种增透镀膜液及一种增透光伏玻璃,属于增透镀膜技术领域。本发明提供的一种增透镀膜液,包括:将硅酸酯类前驱体、偶联剂、有机溶剂混合后,加入催化剂或其水溶液反应,得反应液;向所述反应液中加入改性有机硅树脂,反应,陈化,即得增透镀膜液,其中,所述改性有机硅树脂为含烷氧基氟代有机硅树脂,含烷氧基氟代有机硅树脂具有烷氧基和含氟侧链,所述含烷氧基氟代有机硅树脂的烷氧基含量为20~55%,所述含氟侧链为CH2CH2(CF2)nCF3,n为0~13。由于上述树脂主链为柔性硅氧链,可赋予改性镀膜更好的耐磨性;同时,含氟侧链可使改性镀膜具有良好疏水疏油性。
Description
技术领域
本发明涉及增透镀膜技术领域,具体涉及一种增透镀膜液及一种增透光伏玻璃。
背景技术
太阳能具有清洁、分布广泛、取之不尽和用之不竭等特性。而光伏发电是将这类可再生能源转化为电热的技术,不但有利于解决能源危机,而且可大大减少温室气体的排放,减少对环境的污染。在所有光伏技术中,硅太阳能电池因其高光电转换效率、低成本等优点,在大规模生产和应用中仍占据主导地位,已成为目前使用最广泛的一类太阳能电池。为了进一步提高其光电转化效率,获得更高效的硅太阳能电池,除了开发硅半导体技术,增加光伏玻璃的透光性是另一种有效的方法。这种增透技术,一般是在光伏玻璃上加上一层增透膜,并利用光干涉原理,可有效减少入射光的损失,实现提高光电转化效率的目的。
随着太阳能电池应用场景的扩大,特别是环境恶劣的室外、海上或沙漠等场所,对增透膜提出了更多的应用标准,不仅要求高透过率,来保障高的光电转化效率,且需具有良好的耐湿性、耐盐雾性、耐酸性、耐洗刷性与耐沾污性等多个性能,这已成为目前该领域亟需解决的核心技术难点。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供一种可以提高光伏玻璃多种性能的增透镀膜液以及涂覆有该增透镀膜液后具有良好的耐湿性、耐盐雾性、耐酸性、耐洗刷性与耐沾污性的增透光伏玻璃。
本发明提供了一种增透镀膜液,具有这样的特征,包括:将硅酸酯类前驱体、偶联剂、有机溶剂混合后,加入催化剂或其水溶液反应,得反应液;向所述反应液中加入改性有机硅树脂,反应,陈化,即得增透镀膜液,其中,所述改性有机硅树脂为含烷氧基氟代有机硅树脂,含烷氧基氟代有机硅树脂具有烷氧基和含氟侧链,所述含烷氧基氟代有机硅树脂的烷氧基含量为20~55%,所述含氟侧链为CH2CH2(CF2)nCF3,n为0~13。
在本发明提供的增透镀膜液中,还可以具有这样的特征:其中,所述硅酸酯类前驱体选自正硅酸甲酯或正硅酸乙酯中的任意一种或多种。
在本发明提供的增透镀膜液中,还可以具有这样的特征:其中,所述催化剂选自酸催化剂或碱催化剂,所述酸催化剂选自盐酸、硼酸、乙酸中的任意一种或多种,所述碱催化剂为氨水。
在本发明提供的增透镀膜液中,还可以具有这样的特征:其中,所述偶联剂选自甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷中的任意一种或多种。
在本发明提供的增透镀膜液中,还可以具有这样的特征:其中,所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇或乙二醇甲醚中的任意一种或多种。
在本发明提供的增透镀膜液中,还可以具有这样的特征,制备方法包括如下步骤:将按重量份计的3-30份硅酸酯类前驱体、0.5-10份偶联剂、20-70份有机溶剂混合后,升温至30-120℃,再加入0.5-10份催化剂或其水溶液进行反应,得反应液;向所述反应液中加入0.5-15份改性有机硅树脂,反应,陈化,即得增透镀膜液。
在本发明提供的增透镀膜液中,还可以具有这样的特征,制备方法包括如下步骤:将按重量份计的3-30份硅酸酯类前驱体、0.5-10份偶联剂、20-70份有机溶剂混合后,升温至30-120℃,再加入0.5-10份催化剂或其水溶液进行反应1-10h,得反应液;向所述反应液中加入0.5-15份改性有机硅树脂,反应1-10h,陈化5-10天,即得增透镀膜液。
在本发明提供的增透镀膜液中,还可以具有这样的特征,制备方法包括如下步骤:将按重量份计的3-30份硅酸酯类前驱体、0.5-10份偶联剂、0.5-15份改性有机硅树脂、20-70份有机溶剂混合后,升温至30-120℃,缓慢加入0.5-10份催化剂或其水溶液后反应1-10h,得反应液;向所述反应液中加入烷氧基硅油,反应1-2h,陈化1-10天,稀释,即得增透镀膜液。
本发明提供了一种增透光伏玻璃,具有这样的特征,光伏玻璃的至少一个表面的至少一部分涂覆有上述任意一种增透镀膜液并固化烧结。
在本发明提供的增透光伏玻璃中,还可以具有这样的特征,在光伏玻璃的至少一个表面的至少一部分涂覆上述任意一种增透镀膜液,在50-300℃下固化,在450-750℃下烧结,即得。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的增透镀膜液,因为选用了含烷氧基氟代有机硅树脂,所以,含烷氧基氟代有机硅树脂可与硅溶胶网络结构中羟基反应键合,对其进行改性。相比传统的氟碳硅烷偶联改性方法,上述树脂主链为柔性硅氧链,可赋予改性镀膜更好的耐磨性;同时,含氟侧链可使改性镀膜具有良好疏水疏油性。
根据本发明所涉及的增透光伏玻璃,由于采用了上述的增透镀膜液,所以具有现有产品更好的耐湿性、耐盐雾性、耐酸性、耐洗刷性与耐沾污性。
附图说明
图1是本发明实施例1和对比例制得的增透光伏玻璃样品的太阳光有效透射比光谱图(实线为实施例1,虚线为对比例)。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
在下述实施例中,除另有说明外,各原料均为市售产品。
<实施例1>
一种增透镀膜液
本实施例提供了一种增透镀膜液,其制备方法如下:
(1)将正硅酸甲酯15g、甲基三甲氧基硅烷5g、异丙醇60g混合均匀,加热至70℃,在1小时内慢慢滴入盐酸水溶液(37%的浓盐酸4g与水30g),继续反应6小时,得反应液;
(2)向反应液体中,加入含烷氧基氟代有机硅树脂(烷氧基含量为22.5%)8g,继续反应5小时,然后陈化6天,得到固含量为4.5%的增透镀膜液。
其中,含烷氧基氟代有机硅树脂制备过程如下:
在氮气的保护下,加入乙烯基封端三氟丙基甲基硅氧烷聚合物(n=6)10g、三乙氧基硅烷3.2g、30ppm Karstedt催化剂、四氢呋喃40g,在70℃下反应4小时,减压除掉溶剂与过量硅烷,得到含烷氧基氟代有机硅树脂。
<对比例>
一种增透镀膜液
本对比例提供了一种增透镀膜液,其制备方法如下:
(1)将正硅酸甲酯15g、甲基三甲氧基硅烷5g、异丙醇60g混合均匀,加热至70℃,在1小时内慢慢滴入盐酸水溶液(盐酸4g与水12g),继续反应5小时,然后陈化6天,得到增透镀膜液。
<应用例>
采用在相同的光伏玻璃的单个表面采用辊涂的方式分别涂覆上实施例1制得的20g增透镀膜液,涂覆量为6.7g/m2,再经200℃固化,700℃钢化烧结,得到样品1(涂覆有实施例1中的增透镀膜液)以及样品2(涂覆有对比例中的增透镀膜液)。
分别对样品1~2,进行性能表征,具体方法如下:
(1)透过率:380~1100nm波段太阳光透射比应≥93.5%
(2)耐湿性:按照标准JC/T 2170-2013(2017)/6.12进行。温度为85℃,相对湿度为85%,测试时间为1000小时。试验后太阳光有效透射比的平均值衰减应不大于1%,且膜层无明显脱落、剥离、起皱现象。
(3)耐盐雾性:按照标准JC/T 2170-2013(2017)/6.9进行。50g/L的NaCl溶液,pH:7.0,35℃±2℃的温度下连续喷雾,测试时间为96小时。试验后太阳光有效透射比的平均值衰减应不大于1%,且膜层无明显脱落、剥离、起皱现象。
(4)耐酸性:按照标准JC/T 2170-2013(2017)/6.8测试。样品置于(23±2)℃的1mol/L的盐酸溶液中,浸渍24h。试验后太阳光有效透射比的平均值衰减应不大于1%,且膜层无明显脱落、剥离、起皱现象。
(5)耐洗刷性:按照标准JC/T 2170-2013(2017)/6.7进行,质量分数为0.5%的洗衣粉溶液,pH值为10.3,共400次循环。试验后太阳光有效透射比的平均值衰减应不大于1%,且膜层无明显脱落、剥离、起皱现象。
(6)耐沾污性:试验用污染源采用以滑石粉为主要成分制成的配制灰,按配制灰:水=1:0.9(质量比)搅拌均匀制成悬浮液,将其均匀涂刷在样品表面,涂刷量(6±0.1)g。在温度23℃±2℃,湿度50%±5%的环境中放置2h后,冲洗样品。将试样在温度23℃±2℃,湿度50%±5%下放至第二天,此为一个循环,约24h。按照上述方法继续试验至五次循环后。试验后太阳光有效透射比的平均值衰减应不大于1%。
性能表征结果如表1和图1所示。
表1性能表征
实施例的作用与效果
根据上述实施例所涉及的增透镀膜液,因为选用了含烷氧基氟代有机硅树脂,所以,含烷氧基氟代有机硅树脂可与硅溶胶网络结构中羟基反应键合,对其进行改性。相比传统的氟碳硅烷偶联改性方法,上述树脂主链为柔性硅氧链,可赋予改性镀膜更好的耐磨性;同时,含氟侧链可使改性镀膜具有良好疏水疏油性。
进一步地,由于增透镀膜液中的有机成分可以会后续固化烧结的过程中碳化,从而形成小孔,因此无需再添加额外的成孔剂。
根据上述实施例中所涉及的增透光伏玻璃,由于采用了上述的增透镀膜液,所以具有现有产品更好的耐湿性、耐盐雾性、耐酸性、耐洗刷性与耐沾污性。
上述实施方式为本发明的优选案例,并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种增透镀膜液,其特征在于,包括如下步骤:
将硅酸酯类前驱体、偶联剂、有机溶剂混合后,加入催化剂或其水溶液反应,得反应液;
向所述反应液中加入改性有机硅树脂,反应,陈化,即得增透镀膜液,
其中,所述改性有机硅树脂为含烷氧基氟代有机硅树脂,含烷氧基氟代有机硅树脂具有烷氧基和含氟侧链,所述含烷氧基氟代有机硅树脂的烷氧基含量为20~55%,所述含氟侧链为CH2CH2(CF2)nCF3,n为0~13。
2.根据权利要求1所述的增透镀膜液,其特征在于:
其中,所述硅酸酯类前驱体选自正硅酸甲酯或正硅酸乙酯中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的增透镀膜液,其特征在于:
其中,所述催化剂选自酸催化剂或碱催化剂,
所述酸催化剂选自盐酸、硼酸、乙酸中的任意一种或多种,
所述碱催化剂为氨水。
4.根据权利要求1所述的增透镀膜液,其特征在于:
其中,所述偶联剂选自甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1所述的增透镀膜液,其特征在于:
其中,所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇或乙二醇甲醚中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1所述的增透镀膜液,其特征在于,制备方法包括如下步骤:
将按重量份计的3-30份硅酸酯类前驱体、0.5-10份偶联剂、20-70份有机溶剂混合后,升温至30-120℃,再加入0.5-10份催化剂或其水溶液进行反应,得反应液;
向所述反应液中加入0.5-15份改性有机硅树脂,反应,陈化,即得增透镀膜液。
7.根据权利要求1所述的增透镀膜液,其特征在于,制备方法包括如下步骤:
将按重量份计的3-30份硅酸酯类前驱体、0.5-10份偶联剂、20-70份有机溶剂混合后,升温至30-120℃,再加入0.5-10份催化剂或其水溶液进行反应1-10h,得反应液;
向所述反应液中加入0.5-15份改性有机硅树脂,反应1-10h,陈化5-10天,即得增透镀膜液。
8.一种增透光伏玻璃,其特征在于,在光伏玻璃的至少一个表面的至少一部分涂覆有权利要求1-7任意一项所述的增透镀膜液并固化烧结。
9.根据权利要求8所述的光伏玻璃,其特征在于,制备方法如下:
在光伏玻璃的至少一个表面的至少一部分涂覆权利要求1-7任意一项所述的增透镀膜液,在50-300℃下固化,在450-750℃下烧结,即得。
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