专利名称：一种纳米增透自洁镀膜液的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于太阳能光伏玻璃纳米增透自洁镀膜液的制备方法。
背景技术：
太阳能光伏产业属于可再生能源，随着不可再生能源的干涸。他的应用将会引起全人类的关注。在开发和利用太阳能的技术中，太阳能光伏发电是一种研究最多，应用最广、市场成熟度和竞争力最高的技术。决定晶硅太阳能光伏电池效能的因素为光能转化效率有关的各种变因。最重要的决定因素为光电组件中的晶硅技术，其次为保护光电组件中的光伏玻璃。由于晶硅无法长时间暴露于外界环境中，光伏玻璃是目前保护晶硅且自身透光率较高的最佳材料之一。因此，光伏玻璃的光学特性是晶娃技术外一大重要变因。而且保持和提高光伏玻璃的光学特性远比开发更高转换率的晶硅来的容易，成本低得多。所以开发并生产出透光率更高的光伏玻璃，无论组件厂商还是在终端市场上的需求都是非常迫切的。开发透光率更高的光伏玻璃目前有三个主要方向。一个方向是提高光伏玻璃本身的透光性做努力，但是由于现有的超白玻璃的可见光透光率已经在91%以上，提高的空间已经不大。第二方向就是在光伏玻璃基片上增加一层增透膜的做法，该方法简单有效，能提高光伏玻璃可见光透光率达到93 %以上。另外一个研究方向就是解决光伏玻璃在应用过程中所遇到表面脏污的问题。因为光伏电池组件一般都是安装在荒郊野外，灰尘风沙大，时间一长，玻璃表面极易变脏，有的光伏玻璃可见光透过率甚至只有最初的60%，大大影响了发电效率，将大大制约太阳能光伏产业的发展。因此，能在光伏电池采光玻璃表面形成一层自洁防护层，在雨水的冲刷下能保持其表面的洁净度而长久保持光玻璃表面较高的可见光透光率就具有非常重要的意义。根据光伏电池组件的实际应用和查阅文献可知，目前光伏玻璃基片上膜层应该同时拥有以下四个特征一具 有增透的作用；二具有自洁的作用；三具有牢固的附着力；四具有耐老化、耐酸雾等物化特性。然而目前的镀膜液都很难做到同时拥有以上四个特征。例如，CN201010243757. 5专利公布了一种镀膜液的制备及应用，该方法提供的镀膜液具有不错的附着力、有耐老化、耐酸雾等物化特性，但不具备自洁的特性；CN2011100816427. 5专利公布了一种高效镀膜液的制备及应用，该方法提供的镀膜液能提高整个太阳能光谱范围的光线透过率，且透过率达到97%以上，具有不错的附着力、有耐老化、耐酸雾等物化特性，但也不具备自洁的特性；CN201336312Y专利公布了一种双面增透太阳能光伏玻璃的实用新型，能有效提高光伏玻璃的透光率，但未提供镀膜液的制备方法。
发明内容
针对目前光伏玻璃发展趋势和应用中遇到问题，本发明提供了一种不仅能使光伏玻璃具有附着力强、耐老化、耐酸雾等物化特性和透光率高的光电性能。而且具有很好自洁性能的纳米增透自洁镀膜液的制备方法。
本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是所述纳米增透自洁镀膜液的 制备方法是按质量配比为10 25%的硅氧基化合物、5 15%的添加剂、I 5%的表
面修饰剂、60 80%的溶剂，采用超重力工艺按下述方法步骤可制成纳米增透自洁镀膜液
a、在搅拌状态下向溶剂中加入娃氧基化合物，以100rpm-500rpm搅拌速度将娃氧基化合物均匀分散在溶剂中，
b、在搅拌状态下向a步骤制得的溶液中加入添加剂，以100rpm-500rpm搅拌 速度至溶液混合均一，
C、在搅拌状态下向b步骤制得的溶液中滴加表面修饰剂，以300rpm-1000 rpm速度搅拌IOmin以上，
d、将c步骤制得的溶液加入到超重力设备中，直至溶液中形成IOOnm以内的纳米颗即制得为纳米增透自洁镀膜液。所述硅氧基化合物为SiO2和硅酸乙酯中一种或两者混合物。
所述添加剂为La2O3、ZnO和Al2O3三者混合物。所述表面修饰剂为带烷基、芳基等疏水基团有机物；所述带烷基为十六烷基 三甲氧基硅烷，所述芳基为邻甲苯基。所述溶剂为甲醇，乙醇、丙醇或水四种中一种。本发明采用超重力技术来制备纳米镀膜液，化学结构稳定，有效克服了目前镀膜液的一些不足，在应用过程中达到增透自洁的作用，且具有牢固的附着力、耐老化、耐酸雾等物化特性。该制备方法成本低，简单实用，适合工业化大规模生产，能够有效的提高光伏玻璃透光率，降低光伏发电成本和推动光伏产业的发展。
本发明采用硅氧基化合物作为主要原料，是因为硅氧基化合物具有高化学稳定性，高热稳定性，耐老化，耐酸碱侵蚀，可有效避免因光伏玻璃随着使用时间和表面污染引起的透光率的衰减。鉴于硅氧基化合物表面存在大量的羟基基团，接触角低于40度，是亲水性的，为提高其疏水性，具有自清洁功能，本发明在制备镀膜液过程中添加带烷基、芳基等疏水基团的表面修饰剂，如十六烷基三甲氧基硅烷。通过表面修饰，尽量减少硅氧基化合物表面的羟基集团，提高镀膜液疏水性，达到自清洁功能。光伏玻璃镀膜目的是尽量减少膜层上下表面的反射光能量，增加透过光的能量。本发明通过La203、ZnO和Al2O3三者混合的添加(质量配比范围为20_35wt%的La203、25-40wt%的ZnO和35_50wt%的Al2O3),使镀膜液的折射率分布更广，
有利于形成漫反射，有效降低反射光能量，起到增加光伏玻璃透过光的能量。本发明利用超重力技术，将硅氧基化合物、添加剂、表面修饰剂和溶剂配置的均一溶液制备成IOOnm以内的纳米镀膜液。再通过辊涂、喷涂、浸涂、刷涂、旋涂、提拉等任一种镀膜方法将制备的纳米镀膜液涂敷于光伏玻璃基片单面或双面上，形成牢固、均匀镀膜层，不仅能使光伏玻璃具有附着力、有耐老化、耐酸雾等物化特性，透光率提高2. 5%以上的光电性能，而且具备很好的自洁的特性。
本发明所述方法制成的镀膜液能够有效提高光伏电池组件的发电效率，避免光伏电池组件在使用过程中不易清洁的缺点。该制备方法不仅光电转换效率高，而且制备工艺简单、成本低，适合工业化大规模生产，能够降低光伏发电成本和推动光伏产业的发展。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。下面给出了几个具体实施案例，但专利权利并不局限于这些例子。
具体实施例实施例1 :以SiO2为硅氧基化合物，La203、ZnO和Al2O3三者混合物为添加剂(三者重量比30%的La2O3,、30%Zn0和40%的Al2O3),十六烷基三甲氧基硅烷为表面修饰剂，水为溶剂，其质量配比为Si02:添加剂(La203、Zn0和Al2O3三者混合):十六烷基三甲氧基硅烷水=15%: 7%: 3%: 75%，按下述方法步骤制备
a、在搅拌状态下向水中勻速加入SiO2,以100rpm-500rpm搅拌速度将娃氧基化合物均匀分散在溶剂中，
b、在搅拌的状态下向a步骤制得的溶液中匀速加入La203、ZnO和Al2O3三者混合物添加剂，以100rpm-500 rpm搅拌速度至溶液混合均一，
C、在搅拌状态下向b步骤制得的溶液中匀速滴加十六烷基三甲氧基硅烷，以300rpm-1000 rpm 速度揽拌 IOmin 以上，
d、将c步骤制得的溶液加入到超重力设备中进行处理，即可制备成颗粒约为90nm的纳米镀膜液。通过辊涂方法将制备的纳米镀膜液涂敷于光伏玻璃基片上，使光伏玻璃表面形成牢固、均匀镀膜层，太阳光透光率提高2. 8%，且其表面具有自清洁功能。实施例2以SiO2为硅氧基化合物，La203、ZnO和Al2O3三者混合为添加剂(20wt%的La203、40wt%的ZnO和40wt%的`(La203、Zn0和Al2O3三者混合)十六烷基三甲氧基硅烷乙醇=20%: 10%: 5%:65%。并按实施例1所述方法步骤制备而成通过辊涂将制备的纳米镀膜液涂敷于光伏玻璃基片上，可使光伏玻璃表面形成牢固、均匀镀膜层，太阳光透光率提高
2.6%，且具有自清洁功能。实施例3 以硅酸乙酯为硅氧基化合物，La203、ZnO和Al2O3三者混合为添加剂(30wt%的La203、25wt%的ZnO和45wt%的Al2O3)，邻甲苯基为表面修饰剂，甲醇为溶剂，质量配比为硅酸乙酯(La203、ZnO和Al2O3三者混合)为添加剂甲醇=23%: 14%: 2%:61%。并按实施例1所述方法步骤步制备而成通过辊涂方法将制备的纳米镀膜液涂敷于光伏玻璃基片上，可形成了牢固、均匀镀膜层，光伏玻璃太阳光透光率可提高2. 8%，且具有自清洁功能。实施例4 :以SiO2和硅酸乙酯为硅氧基化合物(重量各占50%)，La203、Zn0和Al2O3三者混合为添加剂(25wt%的La203、40wt%的ZnO和35wt%的Al2O3)，十六烷基三甲氧基硅烷为表面修饰剂，丙醇为溶剂，质量配比为硅氧基化合物为添加剂(La203、Zn0和Al2O3三者混合)十六烷基三甲氧基硅烷丙醇=12%: 14%: 4%:70%。并按实施例1所述方法步制备而成通过辊涂方法将制备的纳米镀膜液涂敷于光伏玻璃基片上，可形成了牢固、均匀镀膜层，光伏玻璃太阳光透光率可提高2. 6%，且具有自清洁功能。通过辊涂方法将制备的纳米镀膜液涂敷于光伏玻璃基片上，可形成了牢固、均匀镀膜层，光伏玻璃太阳光透 光率可提高3. 0%，且具有自清洁功能。
权利要求
1.一种纳米增透自洁镀膜液的制备方法其特征在于按质量配比为10 25%的硅氧基化合物、5 15%的添加剂、I 5%的表面修饰剂、60 80%的溶剂，采用超重力技术按下述方法可制成纳米镀膜液， a、在搅拌状态下在溶剂中勻速加入娃氧基化合物，以100rpm-500rpm搅拌速度将娃氧基化合物均匀分散在溶剂中， b、在搅拌状态下向a步骤制得的溶液中加入添加剂，以100rpm-500rpm搅拌 速度至溶液混合均一， C、在搅拌状态下向b步骤制得的溶液中滴加表面修饰剂，以300rpm-1000 rpm速度搅拌IOmin以上， d、将c步骤制备好的溶液加入到超重力设备中，直至溶液中形成IOOnm以内的纳米颗即为纳米增透自洁镀膜液。
2.根据权利要求1所述的一种纳米增透自洁镀膜液的制备方法其特征在于所述硅氧基化合物为SiO2和硅酸乙酯中一种或两者混合物。
3.根据权利要求1所述的一种纳米增透自洁镀膜液的制备方法其特征在于所述添加剂为20-35wt%的La2O3、25-40wt%的ZnO和35_50wt%的Al2O3三者混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种纳米增透自洁镀膜液的制备方法其特征在于所述表面修饰剂为带烷基或芳基疏水基团有机物；所述带烷基为十六烷基三甲氧基硅烷，所述芳基为邻甲苯基。
全文摘要
本发明公开了一种纳米增透自洁镀膜液的制备方法,按质量配比为10～25%的硅氧基化合物、5～15%的添加剂、1～5%的表面修饰剂、60～80%的溶剂，采用超重力技术,在搅拌状态下在溶剂中匀速加入硅氧基化合物，添加剂、表面修饰剂，以100rpm-500rpm搅拌速度在超重力设备中，直至溶液中形成100nm以内的纳米颗即为纳米增透自洁镀膜液。本发明所述方法制成的镀膜液能够有效提高光伏电池组件的发电效率，避免光伏电池组件在使用过程中不易清洁的缺点。该制备方法不仅光电转换效率高，而且制备工艺简单、成本低，适合工业化大规模生产，能够降低光伏发电成本和推动光伏产业的发展。
文档编号C09D1/00GK103059617SQ20131000059
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者刘星生 申请人:江西安源光伏玻璃有限责任公司