專利名稱：一種降低玻璃表面光反射的涂層溶液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化學工程領域，具體涉及ー種降低玻璃表面光反射的涂層溶液。
背景技術：
隨著綠色能源和環(huán)境保護的不斷發(fā)展，太陽能電池在最近幾年得到了長足的發(fā)展，太陽能電池主要是利用晶體硅在陽光的照射下發(fā)電，普通的太陽能電池發(fā)電效率在18%以下。為了進一歩提高電池的發(fā)電效率，可以通過降低覆蓋在晶體硅上面的玻璃的表面反射來増加太陽光的透射率，普通玻璃每個表面的光反射率在4%左右，這就使得玻璃的透光率很難超過92%。

玻璃的表面反射率與玻璃的折射率有夫，由于玻璃的折射率在I. 5左右，玻璃表面的反射與玻璃折射率的關系如下
-R-玻璃表面反射率n0-膜層折射率n「空氣折射率n2-玻璃折射率如果在玻璃表面涂ー層折射率低至I. 25左右的膜，就能有效避免玻璃表面的反射，而自然界目前還未發(fā)現(xiàn)折射率如此低的材料，已知折射率最低的材料是MgF2，其折射率為I. 38。目前有大量文獻記載采用溶膠凝膠法制造多孔海綿狀的SiO2減反射膜，但如果要有效降低膜層的折射率，就需要膜層有盡可能多的孔隙率，這就會影響到膜層的抗老化性能。目前民用較多的是磁控濺射和氣相沉積法，但這兩種方法的制造成本都很高，只能應用于眼鏡和相機鏡頭等較小規(guī)模材料上。因此，本領域急需ー種成本低廉，易于涂覆，且能夠有效降低玻璃表面反射的玻璃涂層溶液，同時使得涂覆后的玻璃具有良好的抗老化性能以及較高的強度和附著力。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明提供了一種降低玻璃表面光反射的涂層溶液。本發(fā)明通過如下技術方案解決上述技術問題一種降低玻璃表面光反射的涂層溶液，所述涂層溶液為酯類物質、水、酸和胺類試劑分散在醇類溶劑中得到的混合溶液。較佳的，所述涂層溶液中，各組分的摩爾比例為，酷類物質水酸胺類試劑醇類溶劑=I (3 8) (O. 0001 O. I) (O. I I) (10 40)。優(yōu)選的，所述涂層溶液中，各組分的摩爾比例為，酷類物質水酸胺類試劑醇類溶劑=I (4 6) (O. 05 O. I) (O. 2 O. 6) 15。最優(yōu)選的，所述涂層溶液中，各組分的摩爾比例為，酷類物質水酸胺類試齊U 醇類溶剤=I : 4 : 0.05 : 0.6 : 15。最優(yōu)選的，所述涂層溶液中，各組分的摩爾比例為，酷類物質水酸胺類試劑醇類溶剤=I : 6 : O. I : O. 2 : 15。較佳的，所述酯類物質為能夠發(fā)生水解反應的有機硅酸酯或鋯酸酷，優(yōu)選為鋯酸丁酷、正硅酸甲酯和正硅酸こ酯中的ー種，最優(yōu)選為鋯酸丁酷。較佳的，所述酸選自鹽酸和こ酸中的ー種；優(yōu)選的，所述鹽酸為分析純級鹽酸，所述醋酸為分析純級こ酸；進一步優(yōu)選的，所述分析純級鹽酸為以鹽酸總質量計，HCI的質量百分比為36. 5%的鹽酸溶液；所述分析純級こ酸為以こ酸總質量計，CH3COOH的質量百分比為99. 5%的こ酸溶液；所述氨水可通過市售途徑獲得,常規(guī)使用的氨水質量濃度為以氨水總質量計，NH3的質量百分比為25% 28%。
在本發(fā)明的涂層溶液中，所述酸的物質量比例是以酸溶液中所含純物質的物質量計算的。所述“純物質的物質量”是指，例如，鹽酸中除去水和雜質以外，含有的HCI的物質量；醋酸中除去水和雜質以外，含有的CH3COOH的物質量；所述氨水的物質量比例是以氨水溶液中，NH3的物質量計算的。較佳的，所述胺類試劑選自氨水、N，N_2甲基甲酰胺和四こ基溴化銨中的一種或多種。較佳的，所述醇類溶劑可以選擇本領域內常用的醇，如甲醇、こ醇、丙醇和丁醇等，優(yōu)選為丙醇、丁醇和こ醇。本發(fā)明中所述的正硅酸甲酯的分子式為(CH3O)4Si,所述的正硅酸こ酯的分子式為CH3CH2OSi(OCH2CH3)3O本發(fā)明還提供了上述降低玻璃表面光反射的涂層溶液的制備方法，包括如下步驟將酯類物質、醇類溶劑、水、酸、胺類試劑按比例配料后經(jīng)混合即可制得所述涂層溶液。本發(fā)明還公開了ー種降低玻璃表面光反射的涂層，該涂層為使用上述涂層溶液涂覆在玻璃表面后，經(jīng)干燥及熱處理后制得，且所述涂層的膜層結構為由微觀柱狀結構形成的空洞狀團聚物。較佳的，所述涂層的厚度為200nm以下；優(yōu)選的，所述涂層的厚度為d，O< d 彡 200。較佳的，所述涂層的制備過程為將該涂層溶液在玻璃表面涂覆，然后經(jīng)干燥后制得。所述涂層在涂覆時液流量< I. 2ml/s、氣壓> 3. 5bar、距離為35cm、移動速度>2cm/s。本發(fā)明中所述的膜層的減反射率以及抗老化等性能的檢測方法為參考本領域通用標準IS09050及本領域通用標準EN1096-2，使用分光光度計進行檢測。且本發(fā)明中所述的“減反射率”是指與未涂覆涂層的玻璃相比，具有涂層的玻璃反射率的下降百分比例。本發(fā)明所涉及的減反射膜是通過將硅酸酯或鋯酸酯在醇類溶劑中進行水解，并在醇溶液中添加有機模板劑(如N，N-2甲基甲酰胺等)，使溶液中的有效成分具有“方向性”，最終呈現(xiàn)孔洞狀團聚結構，通過涂覆設備涂覆在玻璃表面后，孔洞狀的團聚結構能有序地排列在玻璃表面，并與玻璃之間具有極好的親和力。該涂層溶液涂覆在玻璃表面后，可以使玻璃表面反射率降低2%以上，從而能有效增加玻璃的透光率，應用于需要玻璃增透或降低表面反射的領域，如太陽能電池玻璃或建筑玻璃表面防光污染等。同時，與現(xiàn)有技術相比較，使用本發(fā)明的涂層溶液涂覆后的玻璃膜層具有更高的強度和良好的抗老化性能。另外，本發(fā)明的涂層溶液具有低的原料成本及生產成本，具有很高的生產價值和實際應用價值。
具體實施例方式下面通過具體實施例進ー步描述本發(fā)明的技術方案。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。實施例I本實施例中所制備的涂層溶液中，各原料組分的比例為，酷類物質(正硅酸こ酷)水酸(分析純級鹽酸)胺類試劑(氨水和四こ基溴化銨)醇類溶劑(丁醇) =I : 4 : 0.05 : 0.6 : 15。上述涂層溶液的制備過程為以100L水的物質量計，按照上述比例計算各種原料，包括正硅酸こ酷、鹽酸、氨水和四こ基溴化銨(氨水和四こ基溴化銨的摩爾比例為I 5)以及丁醇進行配料。將物質量比例分別為I : 15 : 4 : O. 05 : O. I :的正硅酸こ酯、丁醇、水、鹽酸、氨水進行混合，攪拌后加入O. 5摩爾比的四こ基溴化銨，再經(jīng)攪拌后即可制成涂層溶液。使用涂覆設備，在液流量為I. 2ml/s、氣壓為3. 5bar、距離為35cm、噴槍移動速度為2cm/s的條件下，在玻璃表面涂覆該涂層溶液，涂覆厚度為< 200nm，干燥后即可獲得表面上覆有減反射膜的玻璃。采用參考標準EN1096-2及IS09050對制得的玻璃的透光率及抗老化等性能進行檢測，結果如表I中所示。
エ頁@ Γ通過性能丨應用標準I:結果
紫外輻照(UV-exposure)老化壽命比未涂布膜之前的玻璃
耐老化測試EN1096-2
高溫高濕實驗(Damp heat test)提高20%
耐酸雨實驗(acidresistance
耐酸性EN1096-2耐酸性強test)
附著力耐摩擦測試EN1096-2牢固附著
減反射率*減反射率為2.2%，玻璃透光率增
透光率測試IS09050
(%)加*減反射率即與未涂覆涂層的玻璃相比，具有涂層的玻璃反射率的下降百分比例。表I實施例I中制得的涂層玻璃性能測試實施例2 本實施例中所制備的涂層溶液中，各原料組分的比例為，酷類物質水酸胺類試劑醇類溶剤=I : 6 : O. I : O. 2 : 15。
上述涂層溶液的制備過程為以IOOL水的物質量計，按照上述比例計算各種原料，包括鋯酸丁酷、鹽酸(分析純級鹽酸)、四こ基溴化銨以及丙醇進行配料。將物質量比例分別為I : 15 : 6 : O. I的鋯酸丁酷、丙醇、水、鹽酸進行混合，攪拌后加入O. 2摩爾比的四こ基溴化銨，再經(jīng)攪拌后即可制成涂層溶液。使用涂覆設備，在液流量為I. 2ml/s、氣壓為3. 5bar、距離為35cm、噴槍移動速度為2cm/s的條件下，在玻璃表面涂覆該涂層溶液，涂覆厚度< 200nm，干燥后即可獲得表面上覆有減反射膜的玻璃。采用參考標準EN1096-2及IS09050對制得的玻璃的透光率及抗老化等性能進行檢測，結果如表2中所示。
權利要求
1.一種降低玻璃表面光反射的涂層溶液，所述涂層溶液為酯類物質、水、酸和胺類試劑分散在醇類溶劑中得到的混合溶液。
2.如權利要求I中所述的降低玻璃表面光反射的涂層溶液，其特征在于，所述涂層溶液中，各組分的摩爾比例為，酯類物質水酸胺類試劑醇類溶剤=I : (3 8) (O. OOOl O. I) (O. I I) (10 40)。
3.如權利要求I中所述的降低玻璃表面光反射的涂層溶液，其特征在于，所述酯類物質為能夠發(fā)生水解反應的有機硅酸酯或鋯酸酷。
4.如權利要求3中所述的降低玻璃表面光反射的涂層溶液，其特征在于，所述酯類物質選自鋯酸丁酷、正硅酸甲酯和正硅酸こ酯中的ー種。
5.如權利要求I中所述的降低玻璃表面光反射的涂層溶液，其特征在于，所述胺類試劑選自氨水、N，N-2甲基甲酰胺和四こ基溴化銨中的ー種或多種的混合物。
6.如權利要求I中所述的降低玻璃表面光反射的涂層溶液，其特征在于，所述醇類溶劑選自甲醇、こ醇、丙醇和丁醇中的ー種。
7.權利要求I 6中任一所述的降低玻璃表面光反射的涂層溶液的制備方法,包括如下步驟將酯類物質、醇類溶劑、水、酸、胺類試劑按摩爾比例配料后混合后即可制得所述涂層溶液。
8.一種降低玻璃表面光反射的涂層，該涂層為使用權利要求I 6中所述的涂層溶液涂覆在基材表面制得。
9.如權利要求8中所述的降低玻璃表面光反射的涂層，其特征在于，所述涂層的厚度為200nm以下。
10.如權利要求8中所述的降低玻璃表面光反射的涂層，其特征在于，所述涂層的制備過程為將所述涂層溶液涂覆在玻璃表面，然后經(jīng)干燥后制得。
11.如權利要求8 10中所述的降低玻璃表面光反射的涂層，其特征在于，所述涂層的膜層結構為由微觀柱狀結構形成的空洞狀團聚物。
12.—種具有低表面光反射的玻璃,其特征在于,所述玻璃的制備方法為使用權利要求I 6中所述的涂層溶液涂覆在玻璃表面，經(jīng)干燥后制得。
13.權利要求I 6中所述的降低玻璃表面光反射的涂層溶液在太陽能電池領域的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及化學工程領域，具體涉及一種降低玻璃表面光反射的涂層溶液。所述涂層溶液為酯類物質、水、酸和胺類試劑分散在醇類溶劑中得到的混合溶液。本發(fā)明中的降低玻璃表面光反射的涂層溶液涂覆在玻璃表面后，并且經(jīng)熱處理后的玻璃表面反射率可以降低2%以上，從而能有效增加玻璃的透光率，應用于需要玻璃增透或降低表面反射的領域，如太陽能電池玻璃或建筑玻璃表面防光污染等。
文檔編號C09D7/12GK102690537SQ20111006911
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權日2011年3月22日
發(fā)明者余赟靚, 王康躍, 鄭金標 申請人:上海益泰能源科技有限公司