光伏电池用玻璃及其制备方法和光伏电池组件与流程

本技术涉及太阳能电池，具体涉及一种光伏电池用玻璃及其制备方法和光伏电池组件。

背景技术：

1、太阳能光伏电池所用的封装玻璃，目前的主流产品为低铁钢化压花玻璃。太阳能电池组件对钢化玻璃的透光率要求很高，须大于91.6％，为了达到前表面减反射的目的，常用的技术是利用“陷光”的原理，织构化表面或者使表面粗糙。压花即是较为常用的一种方式。

2、超白玻璃是太阳能玻璃的一种，基本上超白玻璃用在太阳能上都会经过压花处理。压花的目的是增加透光率，道理很简单，太阳光照在一个平面上有很多光被反射了，所以到硅片上的就少了。但是如果把它弄成一口井样的形状，光的反射会大大的降低，从而提高透光率，这是目前常用的超白压花玻璃的原因。

3、但是这样带来的弊端有下面几个：1、压花后的玻璃，玻璃表面存在很多缺陷，在长期的风化作用下，增透的效果很快削弱；2、因为有凹陷，灰尘和泥垢更可能黏附在顶表面，并且很难被风和雨水驱除，这些组件因此不是“自清洁”的，并且减少反射的优越性很快被顶表面的尘土招致的损失所超过；3、增加的透光率有限，因为压花的凹陷不可能很深，作用很有限。4、也有直接在玻璃表面种植纳米线阵列的结构，获得超疏水性能，但是这种结构机械性能较差，寿命较短。

技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题是光伏组件表面玻璃在户外长期的使用过程中，由于玻璃表面本身的亲水性，吸附的水分会促进灰尘等杂物在玻璃表面的覆盖，引起玻璃透过率降低。而现有技术中的在玻璃表面种植纳米线阵列而获取表面超疏水性的方式，具有纳米线阵列抗机械性能差的问题。为了解决现有技术中的问题，本技术的目的在于提供一种光伏电池用玻璃及其制备方法以及包括所述光伏电池用玻璃的光伏电池组件，本技术的光伏电池用玻璃在微米级凸起或凹陷的表面刻蚀有微米级凹槽，并在微米级凹槽内种植有纳米线阵列，相较于现有技术，本技术的光伏电池用玻璃不仅可以显著改善其纳米线与玻璃的结合力，同时也能增强其自清洁性。

2、本技术的具体技术方案如下：

3、1.一种光伏电池用玻璃，其特征在于，其包括：

4、玻璃本体，所述玻璃本体入光面具有微米级凸起或凹陷，所述微米级凸起或凹陷的表面刻蚀有微米级凹槽；和

5、纳米线阵列，所述纳米线阵列设置于所述微米级凹槽内，或者同时设置于所述微米级凹槽外的微米级凸起或凹陷的表面和所述微米级凹槽内，所述纳米线阵列包括纳米线。

6、2.根据项1所述的光伏电池用玻璃，其特征在于，所述微米级凸起沿所述光伏电池至所述玻璃本体的方向逐渐收窄，所述微米级凹陷沿所述玻璃本体至所述光伏电池的方向逐渐收窄；

7、优选地，所述微米级凸起或凹陷呈锥体、台体或球缺体；

8、优选地，所述微米级凸起或凹陷呈棱锥体、圆锥体、棱台体、圆台体或球缺体；

9、优选地，所述微米级凸起或凹陷呈四棱锥体；

10、优选地，所述微米级凸起或凹陷呈棱锥体时，所述棱锥体的底面各边长各自独立地为300～500μm；所述微米级凸起或凹陷呈圆锥体时，所述圆锥体的底面直径为300～500μm；所述微米级凸起或凹陷呈为棱台体时，所述棱台体下底面的各边长度各自独立地为300～500μm；所述微米级凸起或凹陷呈圆台体时，所述圆台体下底面直径为300～500μm；所述微米级凸起或凹陷呈球缺体时，所述球缺体的底面直径为300～500μm；

11、优选地，所述微米级凸起的高度或所述微米级凹陷的深度为80～150μm。

12、3.根据项1或2所述的光伏电池用玻璃，其特征在于，所述微米级凹槽的宽度为0.5～3μm。

13、4.根据项1～3中任一项所述的光伏电池用玻璃，其特征在于，所述纳米线选自透明氧化物纳米线、透明金属纳米线和碳纳米管中的一种或两种或三种；

14、优选地，所述纳米线为透明氧化物纳米线；

15、优选地，所述透明金属纳米线为透明银纳米线；

16、优选地，所述纳米线的长度为200～3000nm，线径为20～100nm；

17、优选地，所述纳米线在所述玻璃本体上的分布为1～3mol/m2。

18、5.根据项1～4中任一项所述的光伏电池用玻璃，其特征在于，在所述玻璃本体的表面，还包括含有低表面能物质的修饰外层；

19、优选地，所述低表面能物质为氟硅烷；

20、优选地，所述氟硅烷的结构式为cf3-(cf2)n-si(och3)3或cf3-(cf2)n-si(och2ch3)3，其中n为自然数；

21、优选地，所述氟硅烷选自十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷和三氟甲基三甲基硅烷中的一种或两种或三种。

22、6.一种光伏电池组件，其特征在于，其包括：光伏电池，以及如项1～5中任一项所述的光伏电池用玻璃。

23、7.一种制备光伏电池用玻璃的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

24、制备玻璃本体：制备在入光面具有微米级凸起或凹陷的玻璃；

25、刻蚀微米级凹槽：在所述微米级凸起或凹陷的表面刻蚀出微米级凹槽；以及

26、种植纳米线阵列：在所述微米级凹槽内种植纳米线阵列，或者在所述微米级凹槽外的微米级凸起或凹陷的表面和所述微米级凹槽内种植纳米线阵列，得到所述光伏电池用玻璃；其中所述纳米线阵列包括纳米线。

27、8.根据项7所述的方法，其特征在于，所述微米级凸起沿所述光伏电池至所述玻璃本体的方向逐渐收窄，所述微米级凹陷沿所述玻璃本体至所述光伏电池的方向逐渐收窄；

28、优选地，所述微米级凸起或凹陷呈锥体、台体或球缺体；

29、优选地，所述微米级凸起或凹陷呈棱锥体、圆锥体、棱台体、圆台体或球缺体；

30、优选地，所述微米级凸起或凹陷呈四棱锥体；

31、优选地，所述微米级凸起或凹陷呈棱锥体时，所述棱锥体的底面各边长各自独立地为300～500μm；所述微米级凸起或凹陷呈圆锥体时，所述圆锥体的底面直径为300～500μm；所述微米级凸起或凹陷呈为棱台体时，所述棱台体下底面的各边长度各自独立地为300～500μm；所述微米级凸起或凹陷呈圆台体时，所述圆台体下底面直径为300～500μm；所述微米级凸起或凹陷呈球缺体时，所述球缺体的底面直径为300～500μm；

32、优选地，所述微米级凸起的高度或所述微米级凹陷的深度为80～150μm。

33、9.根据项7或8所述的方法，其特征在于，所述制备玻璃本体步骤中，通过机械加工轧制，或使用微米级凸起或凹陷模具成型，制备得到在入光面具有微米级凸起或凹陷的玻璃。

34、10.根据项7～9中任一项所述的方法，其特征在于，所述微米级凹槽的宽度为0.5～3μm。

35、11.根据项7～10中任一项所述的方法，其特征在于，所述刻蚀微米级凹槽步骤中，在所述微米级凸起或凹陷的表面，通过化学刻蚀或激光刻蚀，刻蚀出微米级凹槽；

36、优选地，所述化学刻蚀中，刻蚀液为氢氟酸，造型剂为光刻胶或石蜡。

37、12.根据项7～11中任一项所述的方法，其特征在于，所述纳米线选自透明氧化物纳米线、透明金属纳米线和碳纳米管中的一种或两种或三种；

38、优选地，所述纳米线为透明氧化物纳米线；

39、优选地，所述透明金属纳米线为透明银纳米线；

40、优选地，所述纳米线的长度为200～3000nm，线径为20～100nm；

41、优选地，所述纳米线在所述玻璃本体上的分布为1～3mol/m2。

42、13.根据项7～12中任一项所述的方法，其特征在于，通过化学气相沉积法、激光辅助生长法或溶剂热合成法种植所述纳米线阵列。

43、14.根据项7～13中任一项所述的方法，其特征在于，在所述刻蚀微米级凹槽步骤后，在所述种植纳米线阵列步骤前，还包括：对微米级凸起或凹陷进行活化处理，以在所述微米级凸起或凹陷表面形成活性位置，使得所述纳米线生长时优先在所述活性位置成核；

44、优选地，所述活化处理为等离子体活化处理或化学处理中的一种或两种。

45、15.根据项7～14中任一项所述的方法，其特征在于，在所述种植纳米线阵列步骤后，还包括：使用低表面能物质对所述玻璃本体的表面进行修饰；

46、优选地，所述低表面能物质为氟硅烷；

47、优选地，所述氟硅烷的结构式为cf3-(cf2)n-si(och3)3或cf3-(cf2)n-si(och2ch3)3，其中n为自然数；

48、优选地，所述氟硅烷选自十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷和三氟甲基三甲基硅烷中的一种或两种或三种。

49、16.根据项15所述的方法，其特征在于，在所述种植纳米线阵列步骤后，在使用低表面能物质对所述玻璃本体的表面进行修饰前，还包括对所述玻璃本体的表面进行等离子体活化处理，以提高化学活性。

50、发明的效果

51、本技术的光伏电池用玻璃在具有微米级凸起或凹陷的玻璃本体表面刻蚀微米级凹槽，并在微米级凹槽内种植有纳米线阵列，形成微/纳米结构的光伏电池用玻璃，使得液滴在接触面上呈现出很大的静态接触角和很小的滚动角，以至于液滴能够自由滚动，轻松带走表面污物，实现表面的自清洁功能。这些微米级凹槽被用作后续生长的纳米线的结合点，纳米线阵列被微米级凹槽保护起来，极大地增强了其机械性能，相较于直接在光滑的微米级凸起或凹陷表面生长纳米线，本技术的技术方案不仅可以显著改善纳米线与玻璃的结合力，同时形成的微米级凹槽本身也能增强玻璃表面的cassie效应，增强其自清洁性，而且在后续使用过程中，当纳米线因为使用寿命的原因脱落时，微米级凹槽可以继续起到一定的清洁作用。