具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的制备方法技术

一种具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的制备方法，其包括如下步骤：a.将玻璃基片置于氧气等离子体中刻蚀，以制得改性玻璃基片；b.在该改性玻璃基片的表面涂覆一层有机硅附着力促进剂，以形成有机硅附着力促进剂镀层；c.在该有机硅附着力促进剂镀层的表面涂覆一层光刻胶，以形成光刻胶镀层；d.将含有该光刻胶镀层的玻璃基板放在真空压印设备进行压印，并采用紫外光源照射，待该光刻胶固化成型停止照射，以制得减反射层前驱体；e.移除该真空压印设备，将该减反射层前驱体放入等离子体刻蚀腔中，加入反应气体进行刻蚀反应，以制得具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃。本发明专利技术的制备工艺简单，且制得的太阳能光伏玻璃具有高分辨率及高光转化效率性能。

【技术实现步骤摘要】
具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的制备方法
本专利技术属于减反射层的制备
，尤其涉及一种具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的制备方法。
技术介绍
光伏发电备受世界的关注，并且光伏技术广泛应用于太阳能电池。太阳能电池通常安装在户外条件，虽然其表面的玻璃基片能够起到防尘、防湿及避免外部冲击的作用，但是玻璃基片堆积的污染物易吸收太阳光并能够使太阳光发生散射，以及大气和玻璃基片之间折射率失配，从而使得入射光到达太阳能电池表面时会产生大量的反射和折射，进而降低太阳能电池的光电转化率。现有的太阳能电池在玻璃基片的表面设计微纳结构层来减少太阳光的反射和散射，并通过微纳结构层的自清洁功能保持太阳电池板在恶劣环境下具备较佳的光伏性能。现有的构建玻璃基片表面的微纳结构层的方法包括电子束光刻、聚焦离子束光刻、激光干涉光刻、纳米球光刻和嵌段共聚物光刻工艺等。然而，这些制备方法存在制备工艺复杂、成本较高、分辨率较差等缺点，因此在工业生产应用过程中容易受限，不适合大规模生产。
技术实现思路
鉴于以上内容，有必要提供一种制备工艺简单、成本低廉及高分辨率的具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的制备方法。一种具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的制备方法，其包括如下步骤：a.将玻璃基片置于氧气等离子体中刻蚀，以制得改性玻璃基片；b.在所述改性玻璃基片的表面涂覆一层有机硅附着力促进剂，以形成有机硅附着力促进剂镀层；c.在所述有机硅附着力促进剂镀层的表面涂覆一层光刻胶，以形成光刻胶镀层；d.将含有所述光刻胶镀层的玻璃基板放在真空压印设备进行压印，并采用紫外光源照射，待所述光刻胶固化成型停止照射，以制得微纳减反射层前驱体；以及e.移除所述真空压印设备，将所述微纳减反射层前驱体放入等离子体刻蚀腔中，加入反应气体进行刻蚀反应，并在反应结束后进行清洗及干燥处理，以制得具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃。在一实施例中，在步骤a之前还包括清洗并干燥所述玻璃基片。在一实施例中，所述清洗玻璃基片步骤所用的清洗剂选自丙酮、乙醇、无水乙醇或高纯度异丙醇(IPA)中的一种或几种的组合。在一实施例中，所述步骤b之前还包括将所述改性玻璃基片进行烘烤处理，所述烘烤的温度为200-220℃，烘烤的时间为25-30min。在一实施例中，所述步骤c之前还包括将所述有机硅附着力促进剂镀层进行烘烤处理，所述烘烤的温度为150-160℃，烘烤的时间为5-7min。在一实施例中，所述步骤d之前还包括将所述光刻胶镀层进行烘烤处理，所述烘烤的温度为80-90℃，烘烤的时间为2-3min。在一实施例中，所述光刻胶包括有机硅和有机氟化合物。在一实施例中，所述真空压印设备具有倒V型的镍模具，以使所述减反射层前驱体形成V型的微纳结构。在一实施例中，所述真空压印设备的压印压力为100-105Pa，所述紫外光源照射的强度为4.4-4.8mW/cm2，所述紫外光源照射的时间为4-5min。在一实施例中，所述反应气体为SF6和O2的混合气体，所述刻蚀反应的时间为16-18min，所述刻蚀反应的功率为100-110W，所述刻蚀反应的气压为0.25-0.30Pa。相较于现有技术，本专利技术具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的制备方法，通过在玻璃基板和光刻胶之间形成有有机硅附着力促进剂镀层，从而避免光刻胶发生剥离脱落，并且在有机硅附着力促进剂镀层形成前，先将玻璃基板进行刻蚀处理，以得有机硅附着力促进剂镀层紧密结合于玻璃基板上。此外，光刻胶采用真空压印设备压印，以形成高分辨率的微纳结构，从而减少由于大气和所述微纳结构折射率之间的失配以及所述微纳结构的表面污染物对太阳光的散射吸收，并降低入射光在在到达太阳电池表面时会产生大量的反射和折射而出现损失，从而提高所述太阳能光伏玻璃的光转换率。此外，微纳结构还能确保所述光刻胶具有良好的脱模性能。因此，本专利技术的制备方法工艺简单、成本低廉，且制得的太阳能光伏玻璃具有高分辨率及高光转化效率性能。附图说明图1是本专利技术一较佳实施例的具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的合成路线图。图2是本专利技术实施例1所制得的具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的截面的SEM图谱。图3是现有的普通玻璃与本专利技术实施例1所制得的具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的透光率的测试结果图。图4是现有的普通玻璃与本专利技术实施例1所制得的具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的表面雾度的测试结果图。图5是现有的普通玻璃与本专利技术实施例1所制得的具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的表面湿润角的测试结果图。图6是应用现有的普通玻璃与本专利技术实施例1所制得的具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的单晶硅太阳能电池在相同光照条件下的I-V曲线图。图7是应用现有的普通玻璃与本专利技术实施例1所制得的具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的单晶硅太阳能电池量子效率的曲线图。主要元件符号说明无如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式如用于本文的，术语“室温”具有其本领域公知的一般含义，描述室内温度为25℃±5℃摄氏度。术语“微纳”是指纳米、微米量级的三维结构、器件和系统。请参阅图1，本专利技术的具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的制备方法，其包括如下步骤：步骤100，清洗并干燥玻璃基片。具体的，将所述玻璃基片置于超声波清洗机中，并加入适量的清洗剂超声清洗5-10分钟(min)；取出清洗后的玻璃基片，用溶剂浸润一段时间，再用惰性气体吹干。其中，所述玻璃基片的厚度为0.3-0.5纳米(nm)。可以理解的，清洗所述玻璃基片是为了去除所述玻璃基片上的污染物，从而避免所述污染物对入射光的散射吸收，进而提高所述太阳能光伏玻璃的光转换率。清洗所述玻璃基片的清洗剂为有机溶剂。所述有机溶剂，例如是，但不局限于丙酮、乙醇、无水乙醇、高纯度异丙醇(IPA)或他们之间的组合。所述溶剂浸润的时间为2-10min。所述溶剂例如是，但不局限于纯水、高纯水或超纯水，其他不含杂质离子的溶液也可以用于本专利技术。可以理解的，纯水(去离子水)是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。高纯水主要指水的温度为25℃时，电导率小于0.1us/cm，pH值为6.8-7.0及去除其他杂质和细菌的水。超纯水是指电阻率达到18MΩ*cm(25℃)的水。将所述清洗剂清洗后的玻璃基片用溶剂浸润是为了去除所述玻璃基片表面残留的清洗剂，以便于后续更均匀刻蚀玻璃基片。所述惰性气体为氮气。步骤102，将清洗后的玻璃基片置于氧气等离子体中刻蚀，以制得改性玻璃基片。具体的，将清洗后的玻璃基片置于氧气等离子体中刻蚀一段时间，以制得所述改性玻璃基片；再将所述改性玻璃基片进行烘烤、冷却处理。所述烘烤温度为200-220℃，烘烤时间为25-30min。其中，刻蚀的时间为3-4min。可以理解的，将所述玻璃基片进行等离子体处理是为了增强所述玻璃基板表面的粗糙度，从而促进其与下述膜层之间的粘合力。在本实施例中，将所述改性玻璃基片放入烤炉中进行烘烤处理，待烘烤完成后将其冷却至室温，其中，所述烘烤温度为200℃，烘烤时间为30min。可以理解的，烘烤处理能够去除氧气等离子体刻蚀中反应气体与所述玻璃基片发生反应而形成的反应物，从而能够进一步去除所述玻璃基片上的残留的杂质，进而避免所述杂质对入射光的散射吸收，以提高所述太阳能光伏玻璃的光转换率。所述改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的制备方法，其包括如下步骤：a.将玻璃基片置于氧气等离子体中刻蚀，以制得改性玻璃基片；b.在所述改性玻璃基片的表面涂覆一层有机硅附着力促进剂，以形成有机硅附着力促进剂镀层；c.在所述有机硅附着力促进剂镀层的表面涂覆一层光刻胶，以形成光刻胶镀层；d.将含有所述光刻胶镀层的玻璃基板放在真空压印设备进行压印，并采用紫外光源照射，待所述光刻胶固化成型停止照射，以制得微纳减反射层前驱体；以及e.移除所述真空压印设备，将所述微纳减反射层前驱体放入等离子体刻蚀腔中，加入反应气体进行刻蚀反应，并在反应结束后进行清洗及干燥处理，以制得具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃。

【技术特征摘要】
1.一种具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃的制备方法，其包括如下步骤：a.将玻璃基片置于氧气等离子体中刻蚀，以制得改性玻璃基片；b.在所述改性玻璃基片的表面涂覆一层有机硅附着力促进剂，以形成有机硅附着力促进剂镀层；c.在所述有机硅附着力促进剂镀层的表面涂覆一层光刻胶，以形成光刻胶镀层；d.将含有所述光刻胶镀层的玻璃基板放在真空压印设备进行压印，并采用紫外光源照射，待所述光刻胶固化成型停止照射，以制得微纳减反射层前驱体；以及e.移除所述真空压印设备，将所述微纳减反射层前驱体放入等离子体刻蚀腔中，加入反应气体进行刻蚀反应，并在反应结束后进行清洗及干燥处理，以制得具有微纳减反射层的太阳能光伏玻璃。2.如权利要求1所述的太阳能光伏玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤a之前还包括清洗并干燥所述玻璃基片。3.如权利要求2所述的太阳能光伏玻璃的制备方法，其特征在于，所述清洗玻璃基片步骤所用的清洗剂选自丙酮、乙醇、无水乙醇或高纯度异丙醇(IPA)中的一种或几种的组合。4.如权利要求1所述的太阳能光伏玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤b之前还包括将所述改性玻璃基片进行烘烤处理，所述烘烤的温度为200-220℃，烘烤的时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：檀满林，代梅，田勇，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44