一种减反射自清洁薄膜及其制备方法_4

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0μπι,高为30μπι),两辊之间压力为lOMPa,待 仪器的温度和压力达到设定值。
[0099]步骤2),将洁净的ETFE薄膜在50°C的加热板上预加热15s,以7m/min的转速进行辊 压,即得减反射自清洁薄膜,如图5c所示。
[0100]步骤3),将步骤2)中制备的减反射自清洁薄膜(具体为ETFE减反射疏水膜)、第四 热熔粘合剂、太阳能电池玻璃盖板、第三热熔粘合剂、晶硅太阳能电池、第二热熔粘合剂、太 阳能电池玻璃盖板、第一热熔粘合剂、ETFE减反射自清洁薄膜自下而上依次叠放在一起。将 上述样品加热至150°C,在其两端施加0.3MPa的压力,实现双玻晶硅太阳能电池的封装和减 反射自清洁薄膜的粘接,其结构示意图如图4b所示。
[0101] 实施例3
[0102] 本实施例提供一种减反射自清洁薄膜的制备方法的制备方法,其中,在本实施例 中,采用两步热压法制备的减反射自清洁薄膜,其制备过程如下:
[0103] 步骤1),利用辊对辊或辊对板热压的方式对洁净的ETFE薄膜进行压印,热压温度 为120°C,辊表面的结构为锯齿状(锯齿周期为50μπι,高为25μπι),两辊之间压力为lOMPa,待 仪器的温度和压力达到设定值。
[0104] 步骤2),将洁净的ETFE在50°C的加热板上预加热15s,7m/min的转速进行辊压,即 得减反射自清洁薄膜,如图5c所示。
[0105]步骤3),将背板材料(具有防水蒸汽性能的聚酯薄膜,其结构为三层薄膜复合材 料,其中,下层薄膜为含有氟化物的树脂;上层薄膜为能够与热熔粘合剂进行粘合的树脂; 中层薄膜为具有绝缘性能的树脂,其中聚酯薄膜的上层薄膜和下层薄膜之间还增加一层铝 薄膜)、第二热熔粘合剂、柔性非晶硅薄膜太阳能电池(表层是透明导电氧化物和金属电 极)、第一热恪粘合剂、ETFE减反射自清洁薄膜自下而上依次叠放在一起。将上述样品加热 至150°C,在其两端施加0.3MPa的压力,实现柔性非晶硅太阳能电池的封装和减反射自清洁 薄膜的粘接,结构示意图如图4c所示。
[0106] 实施例4
[0107] 本实施例提供一种减反射自清洁薄膜的制备方法的制备方法,其中,在本实施例 中,采用一步热压法制备的减反射自清洁薄膜,其制备过程如下:
[0108] 步骤1),将背板材料(具有防水蒸汽性能的聚酯薄膜,其结构为三层薄膜复合材 料,其中,下层薄膜为含有氟化物的树脂;上层薄膜为能够与热熔粘合剂进行粘合的树脂; 中层薄膜为具有绝缘性能的树脂,其中聚酯薄膜的上层薄膜和下层薄膜之间还增加一层铝 薄膜)、第二热熔粘合剂、柔性非晶硅薄膜太阳能电池(表层是透明导电氧化物和金属电 极)、第一热熔粘合剂、平面ETFE薄膜和具有锯齿状结构的(锯齿周期为50um,高为25um)柔 性镍(或聚偏氟乙烯(PVDF)等)模具自下而上依次叠放在一起。
[0109] 步骤2),将上述样品加热至150°C,在其两端施加0.3MPa的压力,一步实现柔性非 晶硅太阳能电池的表面封装和减反射自清洁薄膜的粘接。
[0110] 步骤3),将含有5丨〇2、1102^12〇3、3丨仏、3丨(:等材料的溶液喷涂在上述薄膜表面,可 提高薄膜的机械强度,调节薄膜与水的接触角,并调节入射到电池表面的光谱范围。
[0111] 实施例5
[0112] 本实施例提供一种减反射自清洁薄膜的制备方法的制备方法,其中,采用热固化 法制备的减反射自清洁薄膜,其制备过程如下:
[0113] 步骤1),称取100g的PDMS,加入10g固化剂,将两者搅拌均匀。在一定的真空度下抽 去PDMS中的气泡,将其倾倒于表面为金字塔形结构的模板上,静置流平后,置于60°C烘箱中 3h,待其固化后将PDMS与模板分离,即得减反射自清洁薄膜。
[0114] 步骤2),利用真空溅射方法在上述薄膜表面镀上Si02涂层,提高薄膜的机械强度, 并调节薄膜与水的接触角。
[0115] 步骤3),将此膜贴于太阳能电池表面,在不同的倾斜角度下对电池效率均有较大 的提升。太阳光垂直入射(太阳光与电池表面法线夹角为0°)时,使电池的光电转换效率提 升了4.6 % ;太阳光倾斜30° (太阳光与电池表面法线夹角为30°)时,使电池的光电转换效率 提升了6.7 % ;太阳光倾斜45° (太阳光与电池表面法线夹角为45°)时,使电池的光电转换效 率提升了 5.8 %,太阳光倾斜60° (太阳光与电池表面法线夹角为60°)时,使电池的光电转换 效率提升了 14.2%,如图6及表1所不。
[0116] 表1
[0117]
[0118] 如上所述,本发明的减反射自清洁薄膜及其制备方法,具有以下有益效果:
[0119] 1)有效减小对太阳光的反射。具有微米尺寸结构的薄膜可通过多重反射和折射提 高薄膜透过率,可以达到与传统的纳米结构减反射薄膜相当的减反效果。同时,相对于纳米 结构减反射薄膜,具有微米尺寸结构的减反射膜加工更加容易、机械强度更高。该薄膜相比 无结构的平面薄膜,具有宽光谱、广角度的增透效果。以减反膜与晶体硅太阳能电池进行集 成为例,在600nm波长下对其进行光学模拟。图la~图Id显示为入射角度分别在0°和30°时 光线在平面薄膜及一种微棱镜减反射薄膜(周期50μπι,棱镜高度25μπι)存在下的传播路径。 可以看出,电池在0°和30°入射角下的光吸收分别由92.4%和95.3%变为92.2%和95.7%。 图2显示为以周期50μπι,不同高度的微棱镜膜为例计算的电池光吸收特性,可见此类薄膜可 有效提高电池在不同入射角度下的光吸收。
[0120] 2)光吸收能力的提高进一步在各类太阳能电池光电转换效率的提升上得到体现。 将该薄膜贴覆于各类太阳能电池组件(如刚性的单面晶体硅太阳能电池组件、晶体硅双玻 组件、薄膜太阳能电池,以及各种材料体系的柔性太阳能电池组件)表面,可有效提高电池 对不同角度入射光的捕获能力及其光电转换效率。在不同入射角度下,太阳能电池的光电 转换效率可获得3-15%的提高,日均发电量可提高4%以上。
[0121] 3)微米结构可有效增加薄膜与水的接触角,优化的微结构薄膜与水的接触角大于 150°,滚动角可达10°以下,水滴滴在表面可以形成球体,很容易滚落带走污染物,具有良好 的自清洁能力。
[0122] 4)对微米结构表面进行无机硬质涂层的修饰,可提高薄膜的机械强度。同时,如 Ti02、Zn0,In203、W03等半导体材料还可具有去除表面静电、阻隔紫外光透过,降低太阳能电 池的光致衰减的作用,另一方面上述部分材料还可将薄膜转变为超亲水特性,并结合光催 化作用,降解表面有机沾污,达到自清洁效果。
[0123] 所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0124] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因 此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1. 一种减反射自清洁薄膜的制备方法,其特征在于,包括:采用压印技术以及表面修饰 技术于透明柔性薄膜上加工出具有微米尺寸的立体图形结构,使得所述透明柔性薄膜具有 减反射自清洁的性能。2. 根据权利要求1所述的减反射自清洁薄膜的制备方法,其特征在于,所述压印技术包 括紫外压印、热压印、热固化压印、微接触压印中的一种。3. 根据权利要求2所述的减反射自清洁薄膜的制备方法,其特征在于,所述紫外压印包 括:于透明柔性薄膜上涂覆紫外固化胶,然后采用具有微米结构图形的模具对固化胶进行 压印,待紫外灯照射并固化后将模板与基底分离,即获得所述的减反射自清洁薄膜。4. 根据权利要求3所述的减反射自清洁薄膜的制备方法,其特征在于,所述的模具的材 质包括镍、铜、铬、硅、石英、蓝宝石、PI以及聚四氟乙烯中的一种。5. 根据权利要求3所述的减反射自清洁薄膜的制备方法,其特征在于:在紫外压印过程 中,还包括在压印前对所述透明柔性薄膜进行加热以及气体等离子体处理的步骤,或/及在 压印过程中对透明柔性薄膜进行加热的步骤,以提升紫外压印效率和压印质量。6. 根据权利要求2所述的减反射自清洁薄膜的制备方法,其特征在于,所述的热压印的 温度范围为90-300°C,压力范围为0.1_30MPa。7. 根据权利要求2所述的减反射自清洁薄膜的制备方法,其特征在于,所述热固化压印 包括:利用浇注成型或射出成型技术将液态聚合物浇注或注射到具有微米结构图形的模具 上,利用加热或自然固化方式待其固化后再将模具与聚合物分离,以获得所述减反射自清 洁薄膜。8. 根据权利要求2所述的减反射自清洁薄膜的制备方法,其特征在于,所述热压印包括 平板式压印、辊对板压印以及辊对辊压印中的一种。9. 根据权利要求8所述的减反射自清洁薄膜的制备方法,其特征在于,所述平板热压印 包括:采用具有微米结构图形的模具与所述透明柔性薄膜接触并施加压力,然后升高压印 温度并保持一定时间,以压印出所述减反射自清洁
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