專利名稱：堿腐蝕制備減反射玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃表面處理方法，特別涉及堿腐蝕制備減反射玻璃的方法。采用堿腐蝕法制備出的減反射玻璃適用于太陽能光熱和光電材料、建筑用玻璃、溫室玻璃墻及裝飾用玻璃。
背景技術(shù)：
近年來，全世界對新能源的需求極大地促進(jìn)了太陽能利用技術(shù)的發(fā)展，中國已成為光伏和光熱產(chǎn)品的最大生產(chǎn)國，但無論是光伏還是光熱裝置大多都采用透光性良好的玻璃作為保護(hù)或隔離材料，如果能將玻璃表面的反射消除，就可以增加太陽光的透過率，從而進(jìn)一步提高光電或光熱轉(zhuǎn)換效率，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；目前建筑用玻璃幕墻通常反射率較高，不但造成嚴(yán)重的光污染，而且降低室內(nèi)采光率，使用減反射玻璃不但可以大大減少光污染而且使得建筑內(nèi)采光率提高；溫室玻璃墻體使用減反射玻璃可以增大太陽光的透射率，提高太陽光利用率；目前裝飾用玻璃如展柜等因其較高的反射率使得展示效果降低，使用減反射玻璃可以使人們得到最佳的欣賞效果。在光學(xué)和激光技術(shù)領(lǐng)域，最常用的減反射方法是采用物理蒸發(fā)法(電子槍蒸鍍或磁控濺射等)在玻璃表面鍍制單層或多層減反射膜，這種方法對于光學(xué)和激光儀器中的小型光學(xué)元件能夠?qū)崿F(xiàn)比較理想的減反射效果。但要在大于I平方米的大面積光伏玻璃上鍍制透過率達(dá)到96%以上、且?guī)捘軡M足太陽能電池吸收波段的減反射薄膜，以現(xiàn)有的物理法技術(shù)能力而言，無論從工藝還是設(shè)備上都很難做到。即便花巨資制造專門的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了上述要求，那么其高昂的產(chǎn)品成本也很難被用戶接受。因此，目前全世界幾乎所有的光伏玻璃減反射技術(shù)研究都集中到了溶膠-凝膠法(Sol-Gel法)方面，雖然一些文獻(xiàn)報(bào)道的Sol-Gel法可見光波段透過率可以達(dá)到96%以上，但Sol-Gel方法工業(yè)化應(yīng)用的效果并不理想，如日本的旭銷子、英國的Pilkington、中國江蘇的亞瑪頓和秀強(qiáng)等公司采用噴涂或浸涂生產(chǎn)設(shè)備制備的大面積光伏玻璃可見光透過率僅僅達(dá)到94%左右，無論是透過率還是減反射帶寬都離太陽能電池的減反射期望還有較大差距。實(shí)際上由于Sol-Gel法減反射膜層垂直于表面方向的折射率分布比較均勻、并且膜層厚度難于精確控制，根據(jù)減反射理論可知這一特性注定了應(yīng)用該方法的減反射性能和帶寬都不會太好。另外一種有效的減反射技術(shù)是腐蝕法，這是1817年由德國的Fraunhofe發(fā)現(xiàn)的一種古老的減反射技術(shù)。近年來,丹麥的Sunarc Technology公司發(fā)展了腐蝕法減反射技術(shù),實(shí)現(xiàn)了大面積玻璃的減反射,其產(chǎn)品的可見光波段透過率達(dá)到了 96%以上，并且其斜入射的透過率較好、生產(chǎn)成本也比較低，這是目前已知最優(yōu)秀的光伏玻璃減反射技術(shù)實(shí)例。但該公司既不發(fā)表論文、也不申請專利，其他研究者無法了解該方法的技術(shù)細(xì)節(jié)，因此該項(xiàng)技術(shù)除Sunarc外無法大規(guī)模推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對目前光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾等玻璃需要降低反射率、提高透過率和消除光污染的需求發(fā)明的一種減反射效果好、成本低的玻璃表面減反射方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的制備方法為堿腐蝕制備減反射玻璃的方法，先將玻璃基體放入堿溶液的腐蝕槽內(nèi)腐蝕，取出洗凈后放入烘箱內(nèi)烘干得到減反射玻璃。所用玻璃基體為用壓延法或浮法生產(chǎn)的光伏、光熱、建筑、溫室或裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃，玻璃基體放入堿溶液前，其表面需用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。市場上常見清洗劑即可。將沖洗干凈的玻璃基體放入堿溶液的腐蝕槽內(nèi)，所述堿溶液含有LiOH、NaOH, KOH或Ca(OH)2中的一種或多種，其中Ca(OH)2不能單獨(dú)使用；并在槽內(nèi)放置0. 5 40h，取出后用去離子水沖洗干凈。所用堿溶液濃度為LiOH0. 001 5%、NaOH 0. 001 5%、KOH 0. 001 5%、Ca(OH)20. OOTO. 16%。將經(jīng)過堿溶液腐蝕的玻璃基體放入15(T500°C的烘干箱內(nèi)，烘干l(Tl00min，關(guān)閉·烘箱加熱開關(guān)，自然降溫到50°C時(shí)從烘箱中取出，得到減反射玻璃。本發(fā)明的有益效果為實(shí)現(xiàn)了大面積玻璃的減反射，成本低，玻璃的減反射性能好、透過率高，可見光透過率超過97%。從而增加了太陽光利用率、提高了光電或光熱轉(zhuǎn)換效率、增加了視覺清晰度、降低了光污染。


圖I所示為實(shí)施例I減反射玻璃和未經(jīng)減反射處理的玻璃基體透過率與反射率對比曲線圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產(chǎn)的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃(鈉鈣硅體系玻璃)基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有濃度為5%的NaOH溶液腐蝕槽內(nèi)，并在槽內(nèi)放置40h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入200°C的烘干箱內(nèi)，烘干50min，關(guān)閉烘箱加熱開關(guān)，自然降溫至50°C時(shí)從烘箱中取出，得到減反射玻璃。測量所得減反射玻璃透過率與反射率，見圖I。圖中“原片玻璃”即為未經(jīng)減反射處理的用壓延法或浮法生產(chǎn)的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃(鈉鈣硅體系玻璃)基體，其在減反射處理前透過率為91%左右，反射率為8%左右。采用減反射處理后玻璃的可見光透過率達(dá)到97%、反射率低于3%。實(shí)施例2
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產(chǎn)的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有濃度為I. 5% KOH以及0. 007% NaOH溶液的腐蝕槽內(nèi)，并在槽內(nèi)放置20h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入300°C的烘干箱內(nèi)，烘干30分鐘，關(guān)閉烘箱加熱開關(guān)，自然降溫至50°C時(shí)從烘箱中取出，得到減反射玻璃。實(shí)施例3:
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產(chǎn)的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na20-Ca0-Si02體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有濃度為3% Li0H、0. 001% NaOH,0. 001% KOH及0. 08% Ca (OH) 2溶液的腐蝕槽內(nèi)，并在槽內(nèi)放置0. 5h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入500°C的烘干箱內(nèi)，烘干10分鐘，關(guān)閉烘箱加熱開關(guān)，自然降溫至50°C時(shí)從烘箱中取出，得到減反射玻璃。實(shí)施例4:
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產(chǎn)的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有濃度為0.001% LiOH, 5% KOH以及0.001% Ca (OH) 2的腐蝕槽內(nèi)，并在槽內(nèi)放置3h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入150°C的烘干箱內(nèi)，烘干100分鐘，關(guān)閉烘箱加熱開關(guān)，自然降溫至50°C時(shí)從烘箱中取出，得到減反射玻璃。·實(shí)施例5:
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產(chǎn)的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有濃度為I. 5% NaOH及0. 16% Ca(OH)2溶液的腐蝕槽內(nèi)，并在槽內(nèi)放置20h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入350°C的烘干箱內(nèi)，烘干20分鐘，關(guān)閉烘箱加熱開關(guān)，自然降溫至50°C時(shí)從烘箱中取出，得到減反射玻璃。實(shí)施例6:
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產(chǎn)的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有濃度為2. 3%的KOH溶液腐蝕槽內(nèi)，并在槽內(nèi)放置40h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入200°C的烘干箱內(nèi)，烘干50min，關(guān)閉烘箱加熱開關(guān)，自然降溫至50°C時(shí)從烘箱中取出，得到減反射玻璃。實(shí)施例7:
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產(chǎn)的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有濃度為0. 9%的LiOH溶液腐蝕槽內(nèi)，并在槽內(nèi)放置40h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入200°C的烘干箱內(nèi)，烘干50min，關(guān)閉烘箱加熱開關(guān)，自然降溫至50°C時(shí)從烘箱中取出，得到減反射玻璃。實(shí)施例8
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產(chǎn)的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有濃度為5%的LiOH及0. 001%的Ca(OH)2溶液腐蝕槽內(nèi)，并在槽內(nèi)放置40h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入200°C的烘干箱內(nèi)，烘干50min，關(guān)閉烘箱加熱開關(guān)，自然降溫至50°C時(shí)從烘箱中取出，得到減反射玻璃。
權(quán)利要求
1.堿腐蝕制備減反射玻璃的方法，其特征在于先將玻璃基體放入堿溶液腐蝕槽內(nèi)腐蝕，取出洗凈后放入烘箱內(nèi)烘干得到減反射玻璃。
2.如權(quán)利要求I所述的堿腐蝕制備減反射玻璃的方法，其特征在于所用玻璃基體為用壓延法或浮法生產(chǎn)的光伏、光熱、建筑、溫室或裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃，玻璃基體放入堿溶液前，其表面需用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。
3.如權(quán)利要求I或2所述的堿腐蝕制備減反射玻璃的方法，其特征在于將沖洗干凈的玻璃基體放入堿溶液腐蝕槽內(nèi)，所述堿溶液含有LiOH、NaOH, KOH或Ca(OH)2中的一種或多種，其中Ca(OH)2不能單獨(dú)使用；并在槽內(nèi)放置0. 5 40h，取出后用去離子水沖洗干凈。
4.如權(quán)利要求3所述的堿腐蝕制備減反射玻璃的方法，其特征在于所用堿溶液濃度% =LiOH 0. 001 5%、Na0H 0.001 5%、K0H0.001 5%、Ca(0H)2 0. 001 0. 16%。
5.如權(quán)利要求4所述的玻璃表面堿腐蝕減反射方法，其特征在于將經(jīng)過堿溶液腐蝕的玻璃基體放入15(T500°C的烘干箱內(nèi)，烘干l(Tl00min，關(guān)閉烘箱加熱開關(guān)，自然降溫到500C時(shí)從烘箱中取出，得到減反射玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體利用堿腐蝕法制備減反射玻璃的方法。其目的在于降低光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用玻璃表面的反射率、增大透射率，從而增加太陽光利用率、提高光電或光熱轉(zhuǎn)換效率、增加視覺清晰度、降低光污染。本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的先將玻璃基體放入堿溶液腐蝕槽內(nèi)腐蝕，取出洗凈后放入烘箱內(nèi)烘干得到減反射玻璃。本發(fā)明的有益效果為成本低，玻璃的減反射性能好、透過率高，可見光透過率超過97%。
文檔編號C03C15/00GK102786228SQ201210331890
公開日2012年11月21日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者劉立強(qiáng), 張淑國, 楊豐豪 申請人:山東建筑大學(xué)