本发明公开了一种高透光高韧性减反膜的制备方法，属于光伏设备制造
技术领域：
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背景技术：
：减反膜制备技术是太阳能电池生产工艺中的关键技术之一，用pecvd制备的sinx:h薄膜不仅具有降低硅片表面反射率的效果，而且sinx:h膜中高浓度的氢还能提供良好的表面钝化和体钝化，能大大提高太阳能电池的光电转换效率。减反膜，又名增透膜，常应用于光学器件上，以满足器件的光学要求。由于减反膜的应用领域较广，所以其种类繁多，如成份较为简单的单层yf3减反膜，单层和多层的sio2减反膜；应用在平板显示器的多层sin减反膜等。1984年，burggraaf首次采用溶胶-凝胶法制备出sio2薄膜，此后sio2薄膜乃至其它无机薄膜的溶胶-凝胶法制备技术引起了人们广泛的关注。1999年瑞典的pernostell等将合成出的50nmsio2溶胶制备成增透膜，在应用于玻璃衬底后，透光率提高了5.4％，从而推动了减反膜在光学器件上的长足发展。传统的sio2减反膜虽然能大幅度的提高玻璃基底的透光率，但其机械性能较差，使得在室外自然条件下难以得到有效的应用，因此如何制备出具有高透光率的同时兼具较强硬度的减反膜，俨然成为当下研究的课题。目前，在增强减反膜机械强度所采用的方法中，高温煅烧或者加入模板剂较为常见。从工业化的角度，高温煅烧不仅带来生产成本居高不下的问题，而且会导致薄膜出现裂纹，甚至产生结构缺陷等重大问题。因此在严格控制生产成本的同时，必须制备出具有较高硬度，高透光率且薄膜结构性质稳定的减反膜。太阳能电池组件是由多片太阳能电池所组成，表面需要玻璃挡板作为保护层，然而玻璃挡板对入射太阳光存在10％左右的反射损失，造成太阳能电池转换效率降低，采用溶胶-凝胶法在玻璃表面镀制一层或多层减反射薄膜，可以提高入射光强度5％以上。由于其溶胶制程较复杂及薄膜机械强度的缺陷，大幅限制其应用；而酸性催化制备的sio2薄膜虽致密，机械强度优良，溶胶制备工艺简便，性能稳定，但其折射率偏低，不能单层使用。对于光伏或光热的太阳能组件，其光电转换效率或光热转换效率对太阳光的透光率的要求非常敏感，由数千个相同太阳能组件组成的系统，太阳光的吸收即使增加1％，对整个系统的功率的影响也是巨大的。高强度宽带减反膜在野外使用，不仅要求具有宽带透光率而使太阳光能量得到最大的利用，而且还要求具有高强度而具有明显的耐用性。纳米氧化硅球与线性硅酸聚合物二氧化硅溶胶的混合溶胶中，当纳米氧化硅球的比例过高后，薄膜的强度下降很快，当摩尔比1：1时，其强度已经降低到1h以下，所以如何解决该类薄膜的强度，使其更具有实用性也是一个问题。因此，发明一种透光率高、硬度高且机械性能好的减反膜对光伏设备制造
技术领域：
是很有必要的。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前减反膜透光率不佳、硬度低，机械性能差的缺陷，提供了一种高透光高韧性减反膜的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高透光高韧性减反膜的制备方法为：（1）将改性有机液、乙酰丙酮、无水乙醇、钛酸丁酯和水投入高速离心机中，在转速为1100～1200r/min的条件下搅拌30～40min，搅拌后静置3～4天制得混合溶胶；（2）将混合溶胶、正硅酸四乙酯、质量分数为6～10%的乙醇溶液投入共混机中，在转速为600～700r/min和温度为50～60℃的条件下搅拌2～3h制得预制反应液，将预制反应液与质量分数为3～5%的盐酸混合均匀制得待镀膜液，将待镀膜液涂于玻璃板上，烘干即得高透光高韧性减反膜；改性有机液的制备为：（1）向烧杯中加入二氧化硅粉末，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套内温度升高至80～100℃，用搅拌器以300～360r/min的转速搅拌60～80min，搅拌后向烧杯中滴加质量分数为10～12%的盐酸调节ph值至6.0～6.5，调节ph值后振荡混合制得反应混合物；（2）将反应混合物与氯化镁投入三口烧瓶中混合均匀制得预制混合液，向三口烧瓶中滴加质量分数为10～12%的氢氧化钠溶液，用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌60～80min，搅拌后滴加质量分数为3～5%的盐酸调节ph值至中性制得改性有机液；反应液的制备为：（1）将豆渣与高岭土投入烘箱中，在温度为70～80℃的条件下干燥2～3h，干燥后将物料投入行星球磨机中，在球料比为10:1和转速为240～270r/min的条件下研磨60～80min制得混合物料，将混合物料与质量分数为5～8%的盐酸按质量比为1:5投入烧杯中，用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌40～50min制得混合浆液；（2）将混合浆液投入反应釜中，将反应釜密闭，向釜内充入氮气升高反应釜内气压至1.0～1.2mpa，并将反应釜内温度升高至110～130℃，恒温恒压反应30～40min制得反应混合液，将反应混合液与质量分数为8～12%的氢氧化钠溶液投入烧杯中混合均匀制得反应液。优选的按重量份数计，所述的改性有机液为10～12份、乙酰丙酮为1～2份、无水乙醇为7～9份、钛酸丁酯为1.0～1.5份、水为4～6份。优选的按重量份数计，所述的混合溶胶为5～7份、正硅酸四乙酯为0.8～1.0份、质量分数为6～10%的乙醇溶液为20～22份。所述的预制反应液与质量分数为3～5%的盐酸的质量比为1:5。改性有机液的具体制备步骤（1）中所述的向烧杯中加入的二氧化硅粉末的质量为反应液质量的3～5%。改性有机液的具体制备步骤（2）中所述的反应混合物与氯化镁的质量比为25:1。改性有机液的具体制备步骤（2）中所述的向三口烧瓶中滴加的质量分数为10～12%的氢氧化钠溶液的质量为预制混合液质量的8～10%。反应液的具体制备步骤（1）中所述的豆渣与高岭土的质量比为10:1。反应液的具体制备步骤（2）中所述的反应混合液与质量分数为8～12%的氢氧化钠溶液的质量比为5:1。本发明的有益技术效果是：（1）本发明首先将豆渣与高岭土干燥、研磨混合，投入盐酸中搅拌混合制得混合浆液，随后将混合浆液高温高压反应，反应后与碱液混合制得反应液，然后向反应液中加入二氧化硅，高温加热后调节ph值制得反应混合物，随后将反应混合物与氯化镁混合反应制得改性有机液，然后将改性有机液与钛酸丁酯、乙醇等成分混合制得混合溶胶，最后将混合溶胶与正硅酸四乙酯、乙醇溶液混合，再滴加酸液反应，反应后涂于玻璃板上烘干即得高透光高韧性减反膜，本发明将豆渣经过酸碱液浸泡和高温高压反应，使豆渣中的有机纤维成分和蛋白质分离，同时有机纤维和蛋白质进一步分解生成分子链较短的纤维和多肽分子，使有机成分对外界的接触面积增大，从而使有机物对减反膜中各成分之间的接触程度加强，有利于减反膜中各分子之间粘结程度增强，提高减反膜的机械强度和韧性，同时各分子链之间形成互相交联密集的网状结构，并粘结减反膜中其它成分，提高减反膜的微观结构强度，再次加强减反膜的韧性和硬度；（2）本发明将高岭土与有机纤维和其它有机成分混合，并经过酸液浸泡使其中具有的镁、铝以及其它金属离子游离，通过静电吸附作用以及络合作用吸附于有机纤维表面，同时还加入二氧化硅，在高温条件下与碱液反应生成硅酸盐成分，充分分散于植物纤维中，再经过ph值调节再次形成二氧化硅分子颗粒，使有机成分中均匀填充二氧化硅颗粒，从而使有机纤维的韧性和硬度再次提高，并加强其透光率，从而有效提高减反膜的机械强度和力学强度，具有广阔的应用前景。具体实施方式将豆渣与高岭土按质量比为10:1投入烘箱中，在温度为70～80℃的条件下干燥2～3h，干燥后将物料投入行星球磨机中，在球料比为10:1和转速为240～270r/min的条件下研磨60～80min制得混合物料，将混合物料与质量分数为5～8%的盐酸按质量比为1:5投入烧杯中，用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌40～50min制得混合浆液；将上述混合浆液投入反应釜中，将反应釜密闭，向釜内充入氮气升高反应釜内气压至1.0～1.2mpa，并将反应釜内温度升高至110～130℃，恒温恒压反应30～40min制得反应混合液，将反应混合液与质量分数为8～12%的氢氧化钠溶液按质量比为5:1投入烧杯中混合均匀制得反应液；向烧杯中加入上述反应液质量3～5%的二氧化硅粉末，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套内温度升高至80～100℃，用搅拌器以300～360r/min的转速搅拌60～80min，搅拌后向烧杯中滴加质量分数为10～12%的盐酸调节ph值至6.0～6.5，调节ph值后振荡混合制得反应混合物；将上述反应混合物与氯化镁按质量比为25:1投入三口烧瓶中混合均匀制得预制混合液，向三口烧瓶中滴加预制混合液质量8～10%的质量分数为10～12%的氢氧化钠溶液，用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌60～80min，搅拌后滴加质量分数为3～5%的盐酸调节ph值至中性制得改性有机液；按重量份数计，将10～12份上述改性有机液、1～2份乙酰丙酮、7～9份无水乙醇、1.0～1.5份钛酸丁酯和4～6份水投入高速离心机中，在转速为1100～1200r/min的条件下搅拌30～40min，搅拌后静置3～4天制得混合溶胶；按重量份数计，将5～7份上述混合溶胶、0.8～1.0份正硅酸四乙酯、20～22份质量分数为6～10%的乙醇溶液投入共混机中，在转速为600～700r/min和温度为50～60℃的条件下搅拌2～3h制得预制反应液，将预制反应液与质量分数为3～5%的盐酸按质量比为1:5混合均匀制得待镀膜液，将待镀膜液涂于玻璃板上，烘干即得高透光高韧性减反膜。实施例1反应液的制备：将豆渣与高岭土按质量比为10:1投入烘箱中，在温度为70℃的条件下干燥2h，干燥后将物料投入行星球磨机中，在球料比为10:1和转速为240r/min的条件下研磨60min制得混合物料，将混合物料与质量分数为5%的盐酸按质量比为1:5投入烧杯中，用搅拌器以300r/min的转速搅拌40min制得混合浆液；将上述混合浆液投入反应釜中，将反应釜密闭，向釜内充入氮气升高反应釜内气压至1.0mpa，并将反应釜内温度升高至110℃，恒温恒压反应30min制得反应混合液，将反应混合液与质量分数为8%的氢氧化钠溶液按质量比为5:1投入烧杯中混合均匀制得反应液；改性有机液的制备：向烧杯中加入上述反应液质量3%的二氧化硅粉末，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套内温度升高至80℃，用搅拌器以300r/min的转速搅拌60min，搅拌后向烧杯中滴加质量分数为10%的盐酸调节ph值至6.0，调节ph值后振荡混合制得反应混合物；将上述反应混合物与氯化镁按质量比为25:1投入三口烧瓶中混合均匀制得预制混合液，向三口烧瓶中滴加预制混合液质量8%的质量分数为10%的氢氧化钠溶液，用搅拌器以300r/min的转速搅拌60min，搅拌后滴加质量分数为3%的盐酸调节ph值至中性制得改性有机液；高透光高韧性减反膜的制备：按重量份数计，将10份上述改性有机液、1份乙酰丙酮、7份无水乙醇、1.0份钛酸丁酯和4份水投入高速离心机中，在转速为1100r/min的条件下搅拌30min，搅拌后静置3天制得混合溶胶；按重量份数计，将5份上述混合溶胶、0.8份正硅酸四乙酯、20份质量分数为6%的乙醇溶液投入共混机中，在转速为600r/min和温度为50℃的条件下搅拌2h制得预制反应液，将预制反应液与质量分数为3%的盐酸按质量比为1:5混合均匀制得待镀膜液，将待镀膜液涂于玻璃板上，烘干即得高透光高韧性减反膜。实施例2反应液的制备：将豆渣与高岭土按质量比为10:1投入烘箱中，在温度为75℃的条件下干燥2.5h，干燥后将物料投入行星球磨机中，在球料比为10:1和转速为250r/min的条件下研磨70min制得混合物料，将混合物料与质量分数为7%的盐酸按质量比为1:5投入烧杯中，用搅拌器以320r/min的转速搅拌45min制得混合浆液；将上述混合浆液投入反应釜中，将反应釜密闭，向釜内充入氮气升高反应釜内气压至1.1mpa，并将反应釜内温度升高至120℃，恒温恒压反应35min制得反应混合液，将反应混合液与质量分数为10%的氢氧化钠溶液按质量比为5:1投入烧杯中混合均匀制得反应液；改性有机液的制备：向烧杯中加入上述反应液质量4%的二氧化硅粉末，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套内温度升高至90℃，用搅拌器以330r/min的转速搅拌70min，搅拌后向烧杯中滴加质量分数为11%的盐酸调节ph值至6.2，调节ph值后振荡混合制得反应混合物；将上述反应混合物与氯化镁按质量比为25:1投入三口烧瓶中混合均匀制得预制混合液，向三口烧瓶中滴加预制混合液质量9%的质量分数为11%的氢氧化钠溶液，用搅拌器以320r/min的转速搅拌70min，搅拌后滴加质量分数为4%的盐酸调节ph值至中性制得改性有机液；高透光高韧性减反膜的制备：按重量份数计，将11份上述改性有机液、1份乙酰丙酮、8份无水乙醇、1.2份钛酸丁酯和5份水投入高速离心机中，在转速为1150r/min的条件下搅拌35min，搅拌后静置3天制得混合溶胶；按重量份数计，将6份上述混合溶胶、0.9份正硅酸四乙酯、21份质量分数为8%的乙醇溶液投入共混机中，在转速为650r/min和温度为55℃的条件下搅拌2.5h制得预制反应液，将预制反应液与质量分数为4%的盐酸按质量比为1:5混合均匀制得待镀膜液，将待镀膜液涂于玻璃板上，烘干即得高透光高韧性减反膜。实施例3反应液的制备：将豆渣与高岭土按质量比为10:1投入烘箱中，在温度为80℃的条件下干燥3h，干燥后将物料投入行星球磨机中，在球料比为10:1和转速为270r/min的条件下研磨80min制得混合物料，将混合物料与质量分数为8%的盐酸按质量比为1:5投入烧杯中，用搅拌器以350r/min的转速搅拌50min制得混合浆液；将上述混合浆液投入反应釜中，将反应釜密闭，向釜内充入氮气升高反应釜内气压至1.2mpa，并将反应釜内温度升高至130℃，恒温恒压反应40min制得反应混合液，将反应混合液与质量分数为12%的氢氧化钠溶液按质量比为5:1投入烧杯中混合均匀制得反应液；改性有机液的制备：向烧杯中加入上述反应液质量5%的二氧化硅粉末，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套内温度升高至100℃，用搅拌器以360r/min的转速搅拌80min，搅拌后向烧杯中滴加质量分数为12%的盐酸调节ph值至6.5，调节ph值后振荡混合制得反应混合物；将上述反应混合物与氯化镁按质量比为25:1投入三口烧瓶中混合均匀制得预制混合液，向三口烧瓶中滴加预制混合液质量10%的质量分数为12%的氢氧化钠溶液，用搅拌器以350r/min的转速搅拌80min，搅拌后滴加质量分数为5%的盐酸调节ph值至中性制得改性有机液；高透光高韧性减反膜的制备：按重量份数计，将12份上述改性有机液、2份乙酰丙酮、9份无水乙醇、1.5份钛酸丁酯和6份水投入高速离心机中，在转速为1200r/min的条件下搅拌40min，搅拌后静置4天制得混合溶胶；按重量份数计，将7份上述混合溶胶、1.0份正硅酸四乙酯、22份质量分数为10%的乙醇溶液投入共混机中，在转速为700r/min和温度为60℃的条件下搅拌3h制得预制反应液，将预制反应液与质量分数为5%的盐酸按质量比为1:5混合均匀制得待镀膜液，将待镀膜液涂于玻璃板上，烘干即得高透光高韧性减反膜。对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少反应液。对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性有机液。对比例3：郑州某公司生产的高透光高韧性减反膜。硬度测试采用铅笔硬度表征。透光率测试上海yolo透光率测试仪进行检测。力学性能测试：按gb/t13022测定拉伸强度和断裂伸长率。表1：减反膜性能测定结果检测项目实例1实例2实例3对比例1对比例2对比例3铅笔硬度4h5h5h2h2h2h透光率（%）97.898.298.682.381.583.4拉伸强度（mpa）23.524.625.814.814.614.3断裂伸长率（%）418420425310320330综合上述，从表1可以看出本发明的高透光高韧性减反膜铅笔硬度高、透光率高，拉伸强度和断裂伸长率高，韧性好，机械强度好，具有广阔应用前景。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12