太阳能光伏玻璃双面单层增透膜的溶胶液及制备方法和镀膜方法
【专利摘要】本发明提供了一种太阳能光伏玻璃双面单层增透膜的溶胶液及制备方法和镀膜方法。一种太阳能光伏玻璃双面单层增透膜的溶胶液，各原料体积比如下，正硅酸乙酯：耐候剂：表面修饰剂：无水乙醇：去离子水：盐酸=1：0.5-3：2-4：10-20：1-2：0.02-0.15，其中耐候剂为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、三甲基氯硅烷、二甲基硅油的一种或几种，表面修饰剂为N、N-二甲基甲酰胺，N、N-二甲基乙酰胺，乙酰胺或硅烷偶联剂KH-570。
【专利说明】太阳能光伏玻璃双面单层增透膜的溶胶液及制备方法和镀膜方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能光伏玻璃双面单层增透膜的溶胶液及制备方法和镀膜方法，其采用溶胶-凝胶浸溃提拉方式在太阳能光伏玻璃进行双面单层镀增透膜，属于太阳能热利用【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着化石能源的日益短缺，以及由此引发的各种社会、环境问题，对可再生能源的开发及应用受到各国的广泛重视。太阳能作为最重要的可再生资源，近年来得到迅猛的发展。光热应用如太阳能空调、海水淡化、高温发电等；光伏发展也从军用到民用并网发电，到家庭分布式电站等快速发展。
[0003]近期，国内光伏组件价格下跌迅速，光伏产业链受损严重；同时由于供需的不平衡导致库存产量激增，最终部分光伏企业面临破产重组的艰难境地。因此在外部市场环境不明朗的现实下，降低生产成本、提高光电转化效率成为光伏企业探索的重点。
[0004]太阳能光伏组件中晶体硅或薄膜太阳能电池片的转化效率已接近理论极限，依靠其本身转化效率的提高来提升组件的实际输出功率已变的相当困难。但是可以通过提高光照强度的方法来实现组件转换效率的提升。
[0005]由于玻璃与空气折射率的差异，造成光线的损失在8%左右，目前太阳能光伏超白浮法玻璃或压延玻璃的太阳透射比最高为0.92，充分利用损失的8%的能量，增加光照强度是目前较为简单的提升光电转化效率的方法。实验证明光伏玻璃的太阳透射比提高4%，其光电转化效率将提高4-6%。
[0006]相对于降低厚度、降低玻璃铁含量等方法，在光伏玻璃上镀制增透涂层是提高太阳透射比最安全可靠的方法。目前市场上增透涂层的制备方法主要有磁控溅射法、表面腐蚀法、溶胶凝胶滚涂或喷涂法。磁控溅射方法膜层指标高，但膜层的附着力差，极易划伤及脱落，且生产成本较高；表面腐蚀法又极易造成环境污染，且玻璃本身的强度降低?’溶胶-凝胶滚涂或喷涂法成本低，效率高，但是单面单层镀膜指标不高，若多层镀膜则成本升闻。
【发明内容】
[0007]为了克服上述【背景技术】的不足，本发明提供了一种太阳能光伏玻璃双面单层增透膜的溶胶液及制备方法和镀膜方法。
[0008]本发明采用的技术方案如下:
一种太阳能光伏玻璃双面单层增透膜的溶胶液，各原料体积比如下，正硅酸乙酯:耐候剂:表面修饰剂:无水乙醇:去离子水:盐酸=1:0.5-3:2-4:10-20:1~2:0.02-0.15，其中耐候剂为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、三甲基氯硅烷、二甲基硅油的一种或几种，表面修饰剂为N、N-二甲基甲酰胺，N、N-二甲基乙酰胺，乙酰胺或硅烷偶联剂KH-570。[0009]一种所述溶胶液的制备方法，包括以下步骤:
1)正硅酸乙酯与无水乙醇以1:4~1:5摩尔比混合，搅拌30-60分钟作为溶液A;
2)耐候剂与无水乙醇以1:41:5摩尔比混合，搅拌30-60分钟作为溶胶B；
3)将无水乙醇、去离子水、盐酸以1:1.0^3.2:0.005~0.05摩尔比混合，搅拌60-90分钟作为溶液C ；
4)将溶液A与溶液B混合，搅拌30-60分钟，作为溶液D；
5)将溶液C与溶液D混合，搅拌30-60分钟，作为溶液E;
6)将表面修饰剂按量加入到溶液E中，搅拌1.5-2小时；
7)在温度为20±2°C，湿度为50-60%RH的环境下陈放10-24小时待用。
[0010]一种利用所述的溶胶液对太阳能光伏玻璃进行双面镀单层增透膜的方法，包括以下步骤:
1)浸溃镀膜:将太阳能光伏玻璃进行浸溃镀膜，在两侧同时镀制一层IOOnm左右的增透涂层；
2)镀膜后的太阳能光 伏玻璃在温度为20±2°C、湿度为50-60%RH的环境下干燥30_60min;
3)将干燥后的太阳能光伏玻璃送入烧结炉内，在200-300°C下热处理15-60min，随炉冷却即可。
[0011]上述对太阳能光伏玻璃进行双面镀单层增透膜的方法，步骤I中镀膜采用提拉镀膜方式，将太阳能光伏玻璃以800-1000mm/min的速度浸入溶胶液，静止30s后以200-350mm/min的速度平稳提拉出溶胶液。
[0012]上述对太阳能光伏玻璃进行双面镀单层增透膜的方法，上述步骤I)前还包括如下步骤，用去离子水对太阳能光伏玻璃反复清洗三遍。
[0013]上述对太阳能光伏玻璃进行双面镀单层增透膜的方法，采用天然气加热的方式对镀膜后的太阳光伏玻璃进行烧结，烧结炉内温度均匀，任意两点温度差0-2°C。
[0014]本发明的有益效果:
镀膜利用溶胶-凝胶浸溃提拉方式在太阳能光伏玻璃两侧同时镀制单层增透膜，实验结果表明该镀膜层保证太阳能光伏玻璃的太阳透射比在96%以上，保证了较高的光电转化效率，同时保证长期使用无明显衰减。
【具体实施方式】
[0015]下面通过实施例对本发明做进一步详细描述。
[0016]实施例1
太阳能光伏玻璃双面单层增透膜的溶胶液各原料体积比如下，正硅酸乙酯:耐候剂:表面修饰剂:无水乙醇:水:盐酸=1:1-1.5:2-3:10-15:1_1.5:0.15，本实施例取耐候剂为二甲基硅油，表面修饰剂为乙酰胺。
[0017]上述溶胶液的制备方法，包括以下步骤:
8)正硅酸乙酯与无水乙醇以1:4~1:5摩尔比混合，搅拌30-60分钟作为溶液A;
9)耐候剂与无水乙醇以1:41:5摩尔比混合，搅拌30-60分钟作为溶胶B；
10)将无水乙醇、去离子水、盐酸以1:1.0~3.2:0.005~0.05摩尔比混合，搅拌60~90分钟作为溶液C ；
11)将溶液A与溶液B混合，搅拌30-60分钟，作为溶液D；
12)将溶液C与溶液D混合，搅拌30-60分钟，作为溶液E;
13)将表面修饰剂按量加入到溶液E中，搅拌1.5-2小时；
7)在温度为20±2°C，湿度为50-60%RH的环境下陈放10-24小时待用，保证溶胶液的密闭保存，防止无水乙醇的大量挥发。
[0018]一种利用所述的溶胶液对太阳能光伏玻璃进行双面镀单层增透膜的方法，包括以下步骤:
O预处理:将太阳能光伏玻璃用去离子水反复清洗三遍然后烘干，清洗确保表面无油污、灰尘，以保证增透膜层的附着力及均匀性，烘干防止残留小水滴填充于太阳能光伏玻璃微裂纹中，影响镀膜的效果；
2)浸溃镀膜:将太阳能光伏玻璃进行浸溃镀膜，在两侧同时镀制一层IOOnm左右的增透涂层；
3)镀膜后的太阳能光伏玻璃在温度为20±2°C、湿度为50-60%RH的环境下干燥30_60min;
4)将干燥后的太阳能光伏玻璃送入烧结炉内，在200-300°C下热处理15-60min，随炉冷却即可。
[0019]本实施例中关于增透涂层的镀制方式采用提拉镀膜方式，将太阳能光伏玻璃以800-1000mm/min的速度浸入溶胶液，静止30s后以200-350mm/min的速度平稳提拉出溶胶液，保证太阳能玻璃所镀制涂层的均匀性和一致性。
[0020]本实施例中采用天然气加热的方式对镀膜后的太阳光伏玻璃进行烧结，进气必须保证洁净，烧结炉内温度均匀，任意两点温度差0-2°C。
[0021]本实施例所镀太阳能光伏玻璃增透涂层表面光滑、均匀，颜色呈淡蓝色，经检测在300-2500nm波长范围内太阳透射比为96.1%。
[0022]实施例2:
太阳能光伏玻璃双面单层增透膜的溶胶液各原料体积比如下，正硅酸乙酯:耐候剂:表面修饰剂:无水乙醇:水:盐酸=1:0.5-1:2.5-4:15-20:1-1.5:0.15。本实施例取耐候剂为甲基三乙氧基硅烷，表面修饰剂为硅烷偶联剂。本实施例制备方法和镀膜方法同实施例1o
[0023]本实施例所镀太阳能光伏玻璃增透涂层表面光滑、均匀，颜色呈淡蓝色，经检测在300-2500nm波长范围内太阳透射比为96.4%。
[0024]实施例3
一种太阳能光伏玻璃双面单层增透膜的溶胶液，各原料体积比如下，正硅酸乙酯:耐候剂:表面修饰剂:无水乙醇:水:盐酸=1:1.5-2:2-4:10-20:1.5-2:0.15，其中耐候剂为甲基三甲氧基硅烷，表面修饰剂为N、N-二甲基甲酰胺。本实施例制备方法和镀膜方法同实施例I。
[0025]将带有双面单层增透膜的太阳能光伏玻璃进行酸性盐雾实验、高温高湿实验等加速老化的实验。依据IEC61215-2005的要求进行实验。实验前后依据GB/T 17901-2005进行太阳透射比的测量，结果如下。
【权利要求】
1.一种太阳能光伏玻璃双面单层增透膜的溶胶液，其特征在于:各原料体积比如下，正硅酸乙酯:耐候剂:表面修饰剂:无水乙醇:去离子水:盐酸=1:0.5-3:2-4:10-20:1~2:0.02-0.15，其中耐候剂为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、三甲基氯硅烷、二甲基硅油的一种或几种，表面修饰剂为N、N- 二甲基甲酰胺，N、N- 二甲基乙酰胺，乙酰胺或硅烷偶联剂 KH-570。
2.—种权利要求1所述溶胶液的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 正硅酸乙酯与无水乙醇以1:4~1:5摩尔比混合，搅拌30-60分钟作为溶液A ; 耐候剂与无水乙醇以1:4~1:5摩尔比混合，搅拌30-60分钟作为溶胶B ; 将无水乙醇、去离子水、盐酸以1:1.(T3.2:0.005、.05摩尔比混合，搅拌60-90分钟作为溶液C ； 将溶液A与溶液B混合，搅拌30-60分钟，作为溶液D ； 将溶液C与溶液D混合，搅拌30-60分钟，作为溶液E; 将表面修饰剂按量加入到溶液E中，搅拌1.5-2小时； 在温度为20±2°C，湿度为50-60%RH的环境下陈放10-24小时待用。
3.一种利用权利要求1所述的溶胶液对太阳能光伏玻璃进行双面镀单层增透膜的方法，其特征在于包括以下步骤: 1)浸溃镀膜:将太阳能光伏玻璃进行浸溃镀膜，在两侧同时镀制一层IOOnm左右的增透涂层； 2)镀膜后的太阳能光伏玻璃在温度为20±2°C、湿度为50-60%RH的环境下干燥30_60min; 3)将干燥后的太阳能光伏玻璃送入烧结炉内，在200-300°C下热处理15-60min，随炉冷却即可。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:步骤I中镀膜采用提拉镀膜方式，将太阳能光伏玻璃以800-1000mm/min的速度浸入溶胶液，静止30s后以200-350mm/min的速度平稳提拉出溶胶液。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:步骤I)前还包括如下步骤，用去离子水对太阳能光伏玻璃反复清洗三遍。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:采用天然气加热的方式对镀膜后的太阳光伏玻璃进行烧结，烧结炉内温度均匀，任意两点温度差0-2 °C。
【文档编号】G02B1/11GK103984046SQ201410227452
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】杜勇, 裴圣盟, 高福建, 张改华 申请人:山东力诺新材料有限公司