一种减反射抗雾薄膜及其制备方法、专用涂液与应用的制作方法

专利名称：一种减反射抗雾薄膜及其制备方法、专用涂液与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种减反射抗雾薄膜及其制备方法、制备该减反射抗雾薄膜的专用涂 液与应用。
背景技术：
随着全球工业化的进程，人类对能源需求在不断增长。太阳能作为一种取之不尽 的绿色能源，关于利用太阳能的各种研究受到了极大的关注。近几十年来，能源减少 和环境污染的双重压力，使得太阳能光伏电池产业得到了迅猛发展。虽然有很多途径 利用太阳能产生电，燃料和热能，但目前没有一个可以和化石燃料的成本，可靠性和
性能相比拟。光生伏特产生的太阳能电力成本太高，大约是化石产生的电能的3-5倍。 因此，降低生产成本，提高光电转换效率，获得性价比高的太阳能电池将极大加速能 源危机和环境污染两大世界主要问题的解决。目前产业化的太阳能光伏电池多用的是 硅材料，而光滑硅表面的光反射作用大大影响了电池对太阳能大吸收，未经任何处理 的光滑硅表面的对太阳光的反射率可高达30%。太阳能电池表面的高反射率大大影响 了太阳能电池的光电转换效率，从而制约了太阳能电池的产业化大规模应用的进程。 目前已经应用了 30年的技术-太阳能聚焦板技术，成功地将光学器件来节约昂贵的太 阳能电池材料的使用，大大节约了太阳能电池的成本。但是基于几何光学的聚光元件 必须在太阳光的直射下才能工作，这就要求这些元件必须追踪太阳的轨迹以及具有较 高的散热性能，这大大限制了它的应用。因此，开发低成本，使用要求低的涂敷在太 阳能电池表面的抗反射薄膜，可在大幅提高硅和敏化染料太阳能电池的光电转化效率 的同时，大大降低太阳能电池的成本。

发明内容
本发明的目的是提供一种减反射抗雾薄膜及其制备方法、专用涂液与应用。 本发明所提供的一种制备减反射抗雾薄膜的涂液，是由0.01-7重量份数的具有式
I结构通式的一种或任意几种化合物的组合、0-9.8重量份数的醇类、0.01-5重量份数
的碱性物质和0-9.8重量份数的水组成；
Si(R)N(X)4-N 式I
上述式I结构通式中
R为氢基、Cl-C24垸烃基、芳基、氨烃基、环氧基、Cl-C18的氰烃基、C1-C18 的硫氰烃基或异氰酸酯基烃基、C1-C18的硫烃基或氟化基团中的一种；
4上述芳基为取代或未取代的、包含五元、六元或十元环系的碳环或杂环基团，并 通过一个共价键或1-8个碳原子的直链或支链的烃基与主链中心原子连接，优选苯甲 基或苯乙基；
上述氨烃基为带有伯胺或仲胺基团的C1-C18的脂肪基或C1-C18芳香基；
上述氟化基团为全氟化的C1-C18的垸基或C1-C18的芳基，或为从基团的末端开 始的l-8个碳原子上的氢被氟取代的烷基或苯基；
R优选C1-C18的垸基、通过1-8碳原子与中心原子相连的苯基、氨烃基、环氧 基、硫氰烃基、异氰酸酯基烃基、硫烃基或氟化基团。
X为卤素或C1-C6的烃氧基；优选氟、氯或C1-C3烃氧基，X可表示相同或不同 的基团；
N为0， 1或2;
本发明提供的制备减反射抗雾薄膜的涂液中，在其他成分的重量份数不变的条件
下，醇类的重量份数优选为1-9.8;碱性物质可为乙胺、环丙胺、乙醇胺、正丁胺、苯
胺、二异丙胺、三乙胺、二乙烯三胺、间甲苯胺、对甲苯胺、苄胺、邻甲苯胺、邻甲 基苯胺、二苯胺、二乙胺、乙二胺、间苯二胺、氨水、氢氧化钠或季胺盐中的一种或
几种的任意组合；醇类可选用甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、正丁醇、异戊醇、苯甲 醇、异辛醇或仲丁醇等常见的醇。
本发明提供的上述用于制备减反射抗雾薄膜的涂液中，具有式I结构通式的化合 物是合成单体，醇类是分散相，碱性物质为催化剂，水作为辅助分散相或助催化剂。
本发明提供的一种制备减反射抗雾薄膜的方法，是将本发明提供的涂液中的各种 成分混合，在0-10(TC的条件下搅拌至匀后成膜。为使薄膜性能更优，更易成膜，也 可将两种及以上式I结构通式的化合物同时使用。
该方法的搅拌时间为0.1-4h，是在硅和敏化染料太阳能电池的表面或其他透明材 料上进行成膜的，成膜过程中的干燥温度为20-70(TC。现有的各种成膜方法，在本发 明中都适用，如淋涂法、提拉法、旋涂法、喷涂法或蘸涂法等均可。
为使所得薄膜性能更优，进一步提高薄膜的自清洁抗雾性质，增强薄膜对太阳光 的吸收，在上述成膜步骤之后，可将薄膜置于浓度为lxlO气lg/cmS臭氧气氛中，用强 度为0.1Mw/cm2-lW/cm2的紫外线照射0.01-4h。
利用上述方法得到的减反射抗雾薄膜，也属于本发明的保护范围。该减反射抗雾 薄膜的厚度为10-1000nm。
本发明提供的减反射抗雾薄膜具有超亲水性，水滴能在薄膜表面迅速均匀的铺 展，水接触角小于10°，从而使薄膜具有抗雾性；而且，用自来水或雨水冲刷薄膜表
5面时，极易完全清除附着在薄膜表面的灰尘或其它污染物，从而使薄膜还具有易清洁 的性质。因而，本发明所提供的减反射抗雾薄膜在制备抗雾材料和在制备自清洁材料 中的应用也属于本发明的保护范围。
本发明提供的减反射抗雾薄膜，可应用建筑玻璃、车辆挡风玻璃及其他一切透明 基材上，使材料具有抗雾及易清洁特性；用于太阳能电池表面则可提高硅和敏化染料 太阳能电池的光电转换效率，最高可达5%，降低薄膜的反射率到5%以下；该薄膜的 超亲水性质使薄膜还具有抗雾及自清洁的功能，从而可提高材料的抗污性能；另外， 采用本发明提供的减反射抗雾薄膜可使太阳能电池不需要电池板追踪太阳的轨迹，降 低了硅和敏化染料太阳能电池的制造成本。本发明提供的减反射抗雾薄膜的制备方 法，工艺简单、费用低廉，薄膜尺寸可根据需要任意调节，具有广阔的市场应用前景。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。 实施例1、制备减反射抗雾薄膜
取三甲氧基甲基硅烷(MeSi(OMe)3) 1.5份，异丙醇5.5份，正丁胺2份，水1 份，将上述混合物在室温下剧烈搅拌2.5h至混匀。
通过旋涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和玻璃基材涂覆上一层薄膜，薄膜 在50(TC下干燥15min后得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为50nm，反射率减少到3.5%。水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于5。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上几乎无水 雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，5秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高1% 以上。
实施例2、制备减反射抗雾薄膜
取三苯基甲氧基硅烷(PhSi(OMe)3) 2.5份，异丙醇5份，甲苯胺1.5份，水1份， 将上述混合物在室温下剧烈搅拌3.5h至混匀。
通过喷涂使其在硅和敏化染料太阳能电池组件表面和聚甲基丙烯酸甲酯板涂覆 上一层薄膜，薄膜在20(TC下干燥5h后得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为164nm，反射率减少到4.5%。水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于4。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形 成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗雾特性 及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高2%以上。
6实施例3、制备减反射抗雾薄膜
取正硅酸甲酯(Si(OMe)4)禾B三苯基甲氧基硅烷(PhSi(OMe)3) 1:1混合物2份， 异辛醇4.5份，二苯胺1份，水2.5份，将上述混合物在室温下剧烈搅拌4h至混匀。
通过蘸涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和聚苯乙烯表面涂覆上一层薄膜， 薄膜在10(TC下干燥5h后，再在浓度为0.5g/cmS的臭氧气氛中，用强度为lw/cm2的 紫外线照射该薄膜5min，得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为201nm，反射率减少到5%。水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角为0°，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形成， 且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗雾特性 及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高2%。
实施例4、制备减反射抗雾薄膜
取正硅酸甲酯(Si(OMe)4) l份，无水乙醇7.5份，质量百分比浓度为25%的氨 水1份，水0.5份，将上述混合物在4(TC下剧烈搅拌3h至混匀。
通过蘸涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和聚乙烯表面涂覆上一层薄膜，薄 膜在30(TC下干燥2h后得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为812nm，反射率减少到4%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于6。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上几乎无水 雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，4秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高0.5% 以上。
实施例5、制备减反射抗雾薄膜
取硫丙基三甲氧基硅垸(HS(CH2)3Si(OMe)3) 3份，异戊醇3.2份，二异丙胺2 份，水1.8份，将上述混合物在l(TC下剧烈搅拌3.5h至混匀。
通过旋涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和聚丙烯酸表面涂覆上一层薄膜， 薄膜在8(TC室温下干燥lh后，再在浓度为5xl(T2g/cm3的臭氧气氛中用强度为 0.1Mw/cm2的紫外线照射该薄膜O.lh，得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为19nm，反射率减少到5%，水滴可在制备好的薄膜样品 上迅速铺展，水接触角小于1°。将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形成， 且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，使该薄膜具有优异抗雾特性及易清洗特性，涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高2.5%。 实施例6、制备减反射抗雾薄膜
取三乙氧基甲基硅烷(MeCH2Si(OMe)3) 2.5份，无水乙醇1份，乙胺3.5份，水 3份，将上述混合物在4(TC下剧烈搅拌4h至混匀。
通过蘸涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和聚丙烯表面涂覆上一层薄膜，薄 膜在40(TC下干燥lh后得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为10nm，反射率减少到5%，水滴可在制备好的薄膜样品 上迅速铺展，水接触角小于3°，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形成， 且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗雾特性 及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高0.7%。
实施例7、制备减反射抗雾薄膜
取三甲氧基丙胺基硅烷(NH2(CH2)3Si(OMe)3) 3份，叔丁醇3份，环丙胺2.5份， 水1.5份，将上述混合物在50。C下剧烈搅拌3.5h至混匀。
通过蘸涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和聚氯乙烯表面涂覆上一层薄膜， 薄膜在15(TC下干燥3h后，再在浓度为5xlO—3g/cm3的臭氧气氛中，用强度为0.8Mw/cm2 的紫外线照射该薄膜30min，得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为500nm，反射率减少到5.5%,水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角为O。，水在该表面上完全铺展，将薄膜置于装有8(TC水的烧 杯上，样品上无水雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说 明该薄膜具有优异抗雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光 电转换效率可提高3%以上。
实施例8、制备减反射抗雾薄膜
取硫癸基三乙氧基硅烷(HS(CH2)10Si(OEt3) 35份，异戊醇1份，邻甲苯胺2份， 水2份，将上述混合物在6(TC下剧烈搅拌4h至混匀。
通过旋涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和聚酰胺表面涂覆上一层薄膜，薄 膜在IO(TC下干燥5h后得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为645nm，反射率减少到3%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于6。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上几乎无水 雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，5秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高2% 以上。
实施例9、制备减反射抗雾薄膜
取正硅酸乙酯(Si(OEt)4) 1份，无水乙醇8份，质量百分比浓度为25%的氨水 0.5份，水0.5份，将上述混合物在8(TC下剧烈搅拌1.5h至混匀。
通过蘸涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和聚氨酯表面涂覆上一层薄膜，薄 膜在8(TC下干燥0.5h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为101nm，反射率减少到2%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于7。，将薄膜置于装有80'C水的烧杯上，样品上几乎无水 雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，6秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高0.1% 以上。
实施例10、制备减反射抗雾薄膜
取正丁基三乙氧基硅烷(BuSi(OEt)3) 2份，甲醇5份，苯胺1份，水2份，将 上述混合物在70。C下剧烈搅拌4h至混匀。
通过旋涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和聚砜材料表面涂覆上一层薄膜， 薄膜在8(TC下干燥2h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为67nm，反射率减少到3%，水滴可在制备好的薄膜样品 上迅速铺展，水接触角小于5°，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形成， 且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，4秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗雾特性 及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高0.5%以 上。
实施例ll、制备减反射抗雾薄膜
取胺乙基三乙氧基硅烷(NH2(CH2)2Si(OEt)3) 3份，苯甲醇2.5份，质量百分比 浓度为25%的氨水1.5份，水3份，将上述混合物在9(TC下剧烈搅拌3h至混匀。
通过蘸涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和聚酰亚胺材料表面涂覆上一层 薄膜，薄膜在9(TC下干燥2.5h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为321nm，反射率减少到4%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于4。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高0.7% 以上。
实施例12、制备减反射抗雾薄膜
取三乙氧基乙胺基硅烷(NH2(CH2)2Si(OEt)3)和3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅垸 (NCO(CH2)3Si(OEt)3)3:l的混合物2份，仲丁醇2份，苄胺3份，水3份，将上述混合 物在IO(TC下剧烈搅拌3.5h至混匀。
通过旋涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和ABS树脂表面涂覆上一层薄膜， 薄膜在20(TC下干燥5h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为120nm，反射率减少到4%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于4。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形 成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 0.8%。
实施例13、制备减反射抗雾薄膜
取三乙氧基乙胺基硅烷(NH2(CH2)2Si(OEt)3 )和氰乙基三乙氧基硅烷 (NCCH2CH2Si(OEt)3)3:l的混合物4份，仲丁醇2份，苄胺1份，水3份，将上述混合 物在IO(TC下剧烈搅拌3.5h至混勻。
通过蘸涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和聚对苯二甲酸乙二醇酯材料表 面涂覆上一层薄膜，将薄膜在20(TC下干燥5h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为921nm，反射率减少到4%。水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于8。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上几乎无水 雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，6秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 0.8%。
实施例14、制备减反射抗雾薄膜
取氟丙基三甲氧基硅烷(F(CH2)3Si(OMe)3 )与硫丙基三乙氧硅烷 (HS(CH2)3Si(OEt)3)5:3的混合物2.5份，异丙醇1.5份，间甲苯胺4份，水2份，将上 述混合物在9(TC下剧烈搅拌4h至混匀。通过旋涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和氯化聚丙烯材料表面涂覆上一
层薄膜，薄膜在28(TC下干燥6h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为99nm，反射率减少到5%，水滴可在制备好的薄膜样品 上迅速铺展，水接触角小于4。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形成， 且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗雾特性 及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高1.8%。
实施例15、制备减反射抗雾薄膜
取苯甲基三乙氧基硅烷(CH3PhSi(OEt)3) 2份，仲丁醇2.5份，氢氧化钠3.5份， 水2份，将上述混合物在80。C下剧烈搅拌2.5h至混匀。
通过蘸涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和硅橡胶材料表面涂覆上一层薄 膜，薄膜在8(TC下干燥2h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为400nm，反射率减少到3%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于4。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形 成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高1% 以上。
实施例16、制备减反射抗雾薄膜
取，巯丙基三乙氧基烷(HS(CH2)3Si(OEt)3)2.5份，异丙醇2.5份，乙二胺2份，水 3份，将上述混合物在6(TC下剧烈搅拌3h至混匀。
通过蘸涂使其在硅和敏化染料太阳能电池表面和烃橡胶材料表面涂覆上一层薄 膜，薄膜在6(TC下干燥5h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为852nm，反射率减少到3%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于6。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上几乎无水 雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，4秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高0.5% 以上。
实施例17、制备减反射抗雾薄膜
取正硅酸甲酯(Si(OMe)4)和Y-巯丙基三乙氧基垸(HS(CH2)3Si(OEt)3)2: 1的混合物 3.5份，仲丁醇1份，邻甲基苯胺3份，水2.5份，将上述混合物在8(TC下剧烈搅拌4h至混匀。
通过旋涂使其硅和敏化染料太阳能电池和纤维素及其衍生物(如纤维素酯、醚化 合物类)材料上成膜，薄膜在12(TC下干燥2h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为210nm，反射率可减少到5%，水滴可在制备好的薄膜 样品上迅速铺展，水接触角小于4。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾 形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗 雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 0.7%。
实施例18、制备减反射抗雾薄膜
取甲基三甲氧基硅垸(CH3Si(OMe)3)1.5份，无水乙醇3份，质量百分比浓度为25% 的氨水5份，水0.5份，将上述混合物在6(TC下剧烈搅拌lh至混匀。
通过旋涂使其硅和敏化染料太阳能电池及铝板材上成膜，薄膜在60(TC下干燥 10min得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为350nm，反射率可减少到3%，水滴可在制备好的薄膜 样品上迅速铺展，水接触角小于10。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上几乎 无水雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，IO秒内冲洗干净，说明该薄膜具有 抗雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 0.4%以上。
实施例19、制备减反射抗雾薄膜
取二氯基二乙基硅垸((Et2SiCl2)5份，无水乙醇1份，苄胺2份，水2份，将上 述混合物在9(TC下剧烈搅拌lh至混匀。
通过蘸涂使其硅和敏化染料太阳能电池及陶瓷上上成膜，薄膜在40(TC下干燥 0.5h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为72nm，反射率可减少到5%,水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于3。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形 成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高0.6% 以上。
实施例20、制备减反射抗雾薄膜
12取Y-巯十二垸基三甲氧基垸(HS(CH2;h2Si(OMe)2)4份，异戊醇2份，苄胺1.5份， 水2.5份，将上述混合物在IO(TC下剧烈搅拌3h至混匀。
通过蘸涂使其硅和敏化染料太阳能电池及聚碳酸酯材料上成膜，薄膜在20(TC下 干燥2h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为768nm，反射率可减少到4%，水滴可在制备好的薄膜 样品上迅速铺展，水接触角小于5。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾 形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗 雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 1.2%以上。
实施例21、制备减反射抗雾薄膜
取正硅酸乙酯(Si(OEt)4) 3份，无水乙醇3.2份，质量百分比浓度为25%的氨水 0.8份，水3份，将上述混合物在5(TC下剧烈搅拌lh至混匀。
通过旋涂使其硅和敏化染料太阳能电池上成膜，薄膜在50(TC下干燥0.5h得到减 反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为502nm，反射率可减少到3%，水滴可在制备好的薄膜 样品上迅速铺展，水接触角小于6。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上几乎无 水雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗 雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 0.6%以上。
实施例22、制备减反射抗雾薄膜
取二氯基二乙基硅垸(Et2SiCl2)与正硅酸乙酯(Si(OEt)4) 7:3的混合物1份，苯 甲醇1份，环丙胺5份，水3份，将上述混合物在10(TC下剧烈搅拌3h至混匀。
通过旋涂使其硅和敏化染料太阳能电池上成膜，薄膜在20(TC下干燥4h得到减反 射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为590nm，反射率可减少到3%，水滴可在制备好的薄膜 样品上迅速铺展，水接触角小于4。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾 形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗 雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 0.5%上。实施例23、制备减反射抗雾薄膜
取2-氨基丁基三甲氧基硅烷(CH3HN(CH2)3Si(OMe)3)与二氯基二乙基硅烷 (Et2SiCl2) l:3的混合物2份，正丁醇3.5份，乙醇胺2.5份，水2份，将上述混合物 在85。C下剧烈搅拌4h至混匀。
通过旋涂使其硅和敏化染料太阳能电池上成膜，薄膜在30(TC下干燥6h得到减反 射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为601nm，反射率可减少到5%，水滴可在制备好的薄膜 样品上迅速铺展，水接触角小于8。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上几乎无 水雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗 雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 3.5°/。以上。
实施例24、制备减反射抗雾薄膜
取溴丙基三甲氧基硅烷(Br(CH2)3Si(OMe)3) 1.5份，异丙醇2份，质量百分比浓 度为25%的氨水3.5份，水3份，将上述混合物在95"下剧烈搅拌3h至混匀。
通过旋涂使其硅和敏化染料太阳能电池上成膜，薄膜在12(TC下干燥6h得到减反 射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为190nm，反射率可减少到3%，水滴可在制备好的薄膜 样品上迅速铺展，水接触角小于4。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾 形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗 雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 0.7%。
实施例25、制备减反射抗雾薄膜
取三乙氧基苯基硅烷(C6H5Si(OEt)3)2.5份，异丙醇1份，质量百分比浓度为25% 的氨水2.5份，水4份，将上述混合物在6(TC下剧烈搅拌2.5h至混匀。
通过旋涂使其硅和敏化染料太阳能电池上成膜，薄膜在20(TC下干燥5h得到减反 射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为40nm，反射率可减少到3%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于4。，将薄膜置于装有80'C水的烧杯上，样品上无水雾形 成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高1%。
14实施例26、制备减反射抗雾薄膜
取全氟化辛基三甲氧基硅垸(CF3(CF2)7Si(OMe)3) 1.5份，仲丁醇3份，三乙胺3 份，水3份，将上述混合物在10(TC下剧烈搅拌3h至混匀。
通过旋涂使其硅和敏化染料太阳能电池上成膜，薄膜在25(TC下千燥6h得到减反 射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为826nm，反射率可减少到4%，水滴可在制备好的薄膜 样品上迅速铺展，水接触角小于1。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾 形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗 雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 1.5%。
实施例27、制备减反射抗雾薄膜
取l-3氟化丙基三氯硅烷(CF3CH2CH2SiCl3) 4份，异丙醇1份，乙醇胺2份， 水3份，将上述混合物在8(TC下剧烈搅拌4h至混匀。
通过提拉法使其硅和敏化染料太阳能电池上成膜，薄膜在25(TC下干燥4.5h得到
减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为350nm，反射率可减少到5%，涂薄膜的硅和敏化染料 太阳能电池的光电转换效率可提高2%。
实施例28、制备减反射抗雾薄膜
取l-硫己基三甲氧基硅烷(HS(CH2)6Si(OMe)3) 1.5份，仲丁醇3份，三乙胺2.5 份，水3份，将上述混合物在10(TC下剧烈搅拌3.5h至混匀。
通过提拉法使其在透明的聚甲基丙烯酸甲酯基底上成膜，薄膜在15(TC下干燥6h 得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为80nm，反射率可减少到5%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于2。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形 成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高1%。
实施例29、制备减反射抗雾薄膜
取1-溴化乙基三甲氧基硅烷(Br(CH2)2Si(OMe)3) 3份，异戊醇1份，对甲苯胺
152.5份，水3.5份，将上述混合物在90。C下剧烈搅拌3h至混匀。
通过旋涂法使其在透明的聚砜基底上成膜，薄膜在25(TC下干燥6h得到减反射抗 雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为56nm，反射率可减少到5%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于4。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾形 成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高3%。
实施例30、制备减反射抗雾薄膜
取十三垸基-甲基二甲氧基硅烷((CH3(CH2)12SiCH3(OMe)2) 4份，乙醇1.5份， 邻甲苯胺2.5份，水2份，将上述混合物在100。C下剧烈搅拌4h至混匀。
通过旋涂法使其在透明的玻璃基底上成膜，薄膜在15(TC下干燥5h得到减反射抗 雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为290nm，反射率可减少到5%，水滴可在制备好的薄膜 样品上迅速铺展，水接触角小于4。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上无水雾 形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有优异抗 雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 2%。
实施例31、制备减反射抗雾薄膜
取苯甲基三乙氧基硅垸(CH3C6H4Si(OEt)3) 2.5份，甲醇3份，三乙胺2份，水 3.5份，将上述混合物在7(TC下剧烈搅拌4h至混匀。
通过旋涂法使其在透明的聚苯乙烯基底上成膜，薄膜在20(TC下干燥4h得到减反 射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为23nm，反射率可减少到2%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于6。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上几乎无水 雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 0.8%。
实施例32、制备减反射抗雾薄膜
取环氧基三甲氧基硅垸3份，异丙醇1份，乙醇胺2.5份，水3.5份，将上述混合物在8(TC下剧烈搅拌3.5h至混匀。
通过旋涂法使其在透明的共聚酯基底上成膜，薄膜在10(TC下干燥5.5h得到减反 射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为89nm，反射率可减少到5%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于8。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上几乎无水 雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，7秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 1.2%。
实施例33、制备减反射抗雾薄膜
取3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷(NS(CH2)3Si(OEt)3) 3份，苯甲醇1份，苯胺2.5 份，水3.5份，将上述混合物在10(TC下剧烈搅拌4h至混匀。
通过旋涂法使其在透明的聚碳酸酯基底上成膜，薄膜在IOO'C下干燥5h得到减反 射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为790nm，反射率可减少到1%，水滴可在制备好的薄膜 样品上迅速铺展，水接触角小于9。，将薄膜置于装有80'C水的烧杯上，样品上有少量 水雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，IO秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗 雾特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高 0.4%。
实施例34、制备减反射抗雾薄膜
取Y-氨丙基三乙氧基硅烷(NH2(CH2)3Si(OEt)3) 3份，叔丁醇1份，正丁胺2.5 份，水3.5份，将上述混合物在6(TC下剧烈搅拌4h至混匀。
通过旋涂法使其在透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯基底上成膜，薄膜在IO(TC下干 燥6h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为508nm，反射率可减少到2%，水滴可在制备好的薄膜 样品上迅速铺展，水接触角小于5。，将薄膜置于装有80。C水的烧杯上，样品上无水雾 形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，3秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗雾特 性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高0.5%。
实施例35、制备减反射抗雾薄膜
取全氟化癸基三甲氧基硅烷(CF3(CF2)9Si(OMe)3) 3份，仲丁醇1份，乙胺2.5份，水3.5份，将上述混合物在9(TC下剧烈搅拌3h至混匀。
通过旋涂法使其在透明的丙烯睛/苯乙烯共聚物基底上成膜，薄膜在12(TC下干燥 6h得到减反射抗雾薄膜。
经测定，该薄膜的厚度为56nm，反射率可减少到3%，水滴可在制备好的薄膜样 品上迅速铺展，水接触角小于7。，将薄膜置于装有8(TC水的烧杯上，样品上几乎无水 雾形成，且将落满灰尘样品置于水流下冲洗，5秒内冲洗干净，说明该薄膜具有抗雾 特性及易清洗特性；且涂薄膜的硅和敏化染料太阳能电池的光电转换效率可提高1%。
权利要求
1、一种制备减反射抗雾薄膜的涂液，是由0.01-7重量份数的具有式I结构通式的一种或任意几种化合物的组合、0-9.8重量份数的醇类、0.01-5重量份数的碱性物质和0-9.8重量份数的水组成；Si(R)N(X)4-N式I所述式I结构通式中R为氢基、C1-C24烷烃基、芳基、氨烃基、环氧基、C1-C18的氰烃基、C1-C18的硫氰烃基或异氰酸酯基烃基、C1-C18的硫烃基或氟化基团中的一种；所述芳基为取代或未取代的、包含五元、六元或十元环系的碳环或杂环基团，并通过一个共价键或1-8个碳原子的直链或支链的烃基与硅原子连接；所述氨烃基为带有伯胺或仲胺基团的C1-C18的脂肪基或C1-C18的芳香基；所述氟化基团为全氟化的C1-C18的烷基或C1-C18的芳基，或为从基团的末端开始的1-8个碳原子上的氢被氟取代的烷基或苯基；X为卤素或C1-C6的烃氧基；N为0，1或2。
2、 根据权利要求1所述的涂液，其特征在于所述碱性物质为乙胺、环丙胺、乙醇胺、正丁胺、苯胺、二异丙胺、三乙胺、二乙烯三胺、间甲苯胺、对甲苯胺、苄 胺、邻甲苯胺、邻甲基苯胺、二苯胺、二乙胺、乙二胺、间苯二胺、氨水、氢氧化钠或季胺盐中的一种或几种的任意组合；所述醇类为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、正 丁醇、异戊醇、苯甲醇、异辛醇或仲丁醇。
3、 根据权利要求1或2所述的涂液，其特征在于所述式I结构通式中，所述X为氟、氯或C1-C3烃氧基。所述R为C1-C18的烷基、通过1-8碳原子与硅原子相连的苯基、氨烃基、环氧 基、硫氰烃基、异氰酸酯基烃基、硫烃基或氟化基团。
4、 根据权利要求3所述的涂液，其特征在于所述通过l-8碳原子与硅原子相连 的苯基为苯甲基或苯乙基。
5、 根据权利要求1或2所述的涂液，其特征在于所述醇类的重量份数为1-9.8。
6、 一种制备减反射抗雾薄膜的方法，是将权利要求l-5任意一项所述涂液中的成 分混合，在0-10(TC的条件下搅拌至匀后成膜。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述搅拌时间为0.1-4h。
8、 根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于所述成膜过程中，干燥的温度为20-700°C。
9、 根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于在所述成膜后，将所述减反 射抗雾薄膜于臭氧气氛中紫外照射0.01-4h;所述臭氧气氛的浓度为lxl0'4-lg/cm3，所 述紫外照射的强度为0.1Mw/cm2-lW/cm2。
10、 权利要求6-9任意一项所述制备方法得到的减反射抗雾薄膜。
11、 权利要求io所述减反射抗雾薄膜在制备抗雾材料中的应用。
12、 权利要求IO所述减反射抗雾薄膜在制备自清洁材料中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种减反射抗雾薄膜及其制备方法、专用涂液与应用。该涂液由0.01-7重量份数的具有式I结构通式的化合物、0-9.8重量份数的醇类、0.01-5重量份数的碱性物质和0-9.8重量份数的水组成。该减反射抗雾薄膜的制备方法是将上述涂液的成分混合，在0-100℃搅拌至匀后成膜。本发明提供的减反射抗雾薄膜，可应用一切透明的基材赋予该基材以抗雾自清洁特性；用于太阳能电池表面则可提高太阳能电池的光电转换效率，最高可达5％，降低薄膜的反射率至5％以下；该薄膜具有的抗雾及自清洁的功能，可提高材料的抗污性能；太阳能电池不需要电池板追踪太阳的轨迹，降低了太阳能电池的制造成本。该方法工艺简单、费用低廉，薄膜尺寸可根据需要进行调节，具有广阔的市场应用前景。
Si(R)_N(X)_4-N 式I
文档编号C09K3/18GK101481598SQ20081005585
公开日2009年7月15日 申请日期2008年1月10日 优先权日2008年1月10日
发明者卢晓英, 张小莉, 坚 徐, 龙宇华 申请人:中国科学院化学研究所