一种纳米粒子自组装制备减反射膜的方法技术

本发明专利技术涉及一种纳米粒子自组装制备减反射膜的方法。具体地，所述方法包括如下步骤：1)提供第一溶液和第二溶液，其中，所述第一溶液含有硅源和氧化硅硅溶胶；所述第二溶液含有表面带正电荷的树脂球；2)在搅拌条件下，混合所述第一溶液和所述第二溶液，得到第二混合液；3)将所述第二混合液涂覆于基材表面，干燥，得到位于所述基材表面的第一膜层；4)热处理步骤3)所得第一膜层，得到所述减反射膜。本发明专利技术还公开了使用所述方法制得的减反射膜及其应用。所述方法具有工艺简单、成本低、适宜大规模工业化的优点。使用所述方法制得的减反射膜耐候性能优异且成本低，便于市场推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域，具体地涉及一种纳米粒子自组装制备减反射膜的方法。
技术介绍
全球范围内的能源紧张和环境压力极大地促进了太阳能电池组件的研发和应用。目前，人们普遍采用一种含铁量较低的光伏玻璃作为太阳能光伏组件的封装玻璃，这种玻璃在可见光波段具有较高的透过率。但是由于光伏玻璃与空气之间折射率差异，光伏玻璃单个表面对可见光仍存在约4％以上的反射损失。通过在光伏玻璃表面涂制一层减反射膜可以有效地提高光的透过率，从而提高太阳能电池光伏组件的实际输出功率。目前，光伏玻璃用减反射膜受制于成本的要求，主要采用的是溶胶凝胶法来制备单层多孔氧化硅的结构。例如，通过向二氧化硅纳米颗粒交联网络或颗粒网络中渗入有机添加剂和硅烷偶联剂制备出了高强膜基结合力的减反射涂层。普通的单层二氧化硅多孔减反射膜虽然容易生产，但是多为开孔纳米结构，其耐候性能一般。现有技术中虽然存在含闭孔结构的减反射膜，但是其原料选择和实际制备过程复杂，工艺条件控制要求严格，相应的镀膜溶液因此价格昂贵。综上所述，本领域急需开发一种新型的工艺简单、成本低、适宜大规模工业化应用的制备高耐候玻璃表面减反射膜的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的工艺简单、成本低、适宜大规模工业化应用的制备高耐候玻璃表面减反射膜的制备方法。本专利技术的第一方面，提供了一种减反射膜的制备方法，包括如下步骤：1)提供第一溶液和第二溶液，其中，所述第一溶液是如下制备的：a-1)提供第一混合液和硅源，所述第一混合液含有氧化硅硅溶胶、催化剂和用于分散所述氧化硅硅溶胶的第一溶剂；a-2)在搅拌条件下，加热所述第一混合液到第一热处理温度，将所述硅源加入其中，在所述第一热处理温度下继续搅拌，得到所述第一溶液；所述第二溶液含有表面带正电荷的树脂球；2)在搅拌条件下，混合所述第一溶液和所述第二溶液，得到第二混合液；3)将所述第二混合液涂覆于基材表面，干燥，得到位于所述基材表面的第一膜层；4)热处理步骤3)所得第一膜层，得到所述减反射膜。在另一优选例中，所述氧化硅硅溶胶中所述溶胶颗粒与所述表面带正电荷的树脂球的粒径比为1：3-50。在另一优选例中，所述氧化硅硅溶胶中所述溶胶颗粒与所述表面带正电荷的树脂球的粒径比为1：3-40，较佳地为1：3-30。在另一优选例中，所述氧化硅硅溶胶中所述溶胶颗粒的粒径为2-50nm；和/或所述表面带正电荷的树脂球的粒径为35-300nm。在另一优选例中，所述氧化硅硅溶胶中所述溶胶颗粒的形状为：类球形、球形。在另一优选例中，所述表面带正电荷的树脂球的形状为：类球形、球形。在另一优选例中，所述氧化硅硅溶胶中所述氧化硅溶胶颗粒的粒径为3-35nm，较佳地为4-25nm，更佳地为5-20nm。在另一优选例中，所述表面带正电荷的树脂球的粒径为45-200nm，较佳地为50-150nm，更佳地为50-120nm。在另一优选例中，所述催化剂选自下组：浓盐酸、浓硝酸、或其组合；和/或所述硅源选自下组：正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、或其组合；和/或所述表面带正电荷的树脂球选自下组：聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、或其组合。在另一优选例中，所述第一溶剂选自下组：水、乙醇、异丙醇、或其组合。在另一优选例中，所述第一溶液中所述氧化硅硅溶胶、所述催化剂和所述硅源的用量比为5-50g：0.01-10mol：0.01-10mol；和/或所述第二混合液中所述氧化硅硅溶胶和所述表面带正电荷的树脂球的质量比为5-50。在另一优选例中，所述第一溶液中所述氧化硅硅溶胶、所述催化剂和所述硅源的用量比为8-40g：0.03-5mol：0.03-5mol，较佳地为10-30g：0.04-1mol：0.04-1mol。在另一优选例中，所述第二混合液中所述氧化硅硅溶胶和所述表面带正电荷的树脂球的质量比为8-45，较佳地为10-40。在另一优选例中，步骤a-2)所述第一热处理温度为25-80℃，较佳地为30-60℃，更佳地为35-50℃。在另一优选例中，步骤a-2)所述继续搅拌的时间为5-100小时，较佳地为10-60小时，更佳地为15-50小时。在另一优选例中，步骤a-2)所述继续搅拌的搅拌速率为50－500转/分钟，较佳地为100－400转/分钟，更佳地为200－300转/分钟。在另一优选例中，步骤2)所述搅拌的搅拌时间为5-120min，较佳地为10-80min，更佳地为20-60min。在另一优选例中，步骤3)所述涂覆选自下组：旋涂、刮涂、辊涂、浸涂。在另一优选例中，步骤3)所述基材优选为玻璃。在另一优选例中，所述玻璃优选为超白浮法光伏玻璃、超白压延光伏玻璃。在另一优选例中，步骤3)所述干燥为自然干燥。在另一优选例中，所述第一膜层的厚度为50-500nm，较佳地为70-300nm，更佳地为90-200nm。在另一优选例中，步骤4)所述热处理的热处理温度为300-1000℃；和/或步骤4)所述热处理在所述热处理温度下的热处理时间为2-60min。在另一优选例中，步骤4)所述热处理的热处理温度为400-900℃，较佳地为450-800℃，更佳地为480-750℃。在另一优选例中，步骤4)所述热处理在所述热处理温度下的热处理时间为3-50min，较佳地为3-30min。在另一优选例中，步骤4)所述热处理是从室温逐渐升高到所述热处理温度的。在另一优选例中，步骤4)所述热处理的升温速率为5-30℃/min，较佳地为10-25℃/min，更佳地为15-20℃/min。本专利技术的第二方面，提供了一种减反射膜，所述减反射膜为氧化硅膜，所述氧化硅膜由氧化硅颗粒组成，且所述氧化硅膜内含闭孔结构。在另一优选例中，所述减反射膜的厚度为60-450nm；和/或所述氧化硅颗粒的粒径为1-50nm。在另一优选例中，所述减反射膜的厚度为70-350nm，较佳地为80-200nm。在另一优选例中，所述氧化硅颗粒的粒径为2-33nm，较佳地为3-23nm，更佳地为4-18nm。在另一优选例中，所述闭孔结构的总体积占有率为20-80％，按所述减反射膜的总体积计。在另一优选例中，所述闭孔结构的总体积占有率为30-70％，较佳地为40-60％，更佳地为45-55％，按所述减反射膜的总体积计。在另一优选例中，所述减反射膜中开孔结构的总体积占有率≤5％，较佳地≤3％，更佳地≤1％，按所述减反射膜的总体积计。在另一优选例中，所述减反射膜中，所述闭孔结构的总体积占有率与所述开孔结构的总体积占有率的比值为100-500，较佳地为150-450。在另一优选例中，所述闭孔结构均匀分布于所述减反射膜中。在另一优选例中，所述“均匀分布”是指任一单位面积内所述闭孔结构的体积占有率与在整个所述减反射膜中所述闭孔结构的总体积占有率的比为0.7-1.3，较佳地为0.8-1.2。在另一优选例中，所述“闭孔结构”指所述氧化硅膜中的孔是闭合的，且不与外界连通。在另一优选例中，所述减反射膜是采用如本专利技术第一方面所述的方法制备的。本专利技术的第三方面，提供了一种制品，所述制品含有本专利技术第二方面所述的减反射膜。在另一优选例中，所述制品含有：基材及结合于所述基材表面的本专利技术第二方面所述的减反射膜。在另一优选例中，所述基材优选为玻璃。在另一优选例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减反射膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)提供第一溶液和第二溶液，其中，所述第一溶液是如下制备的：a‑1)提供第一混合液和硅源，所述第一混合液含有氧化硅硅溶胶、催化剂和用于分散所述氧化硅硅溶胶的第一溶剂；a‑2)在搅拌条件下，加热所述第一混合液到第一热处理温度，将所述硅源加入其中，在所述第一热处理温度下继续搅拌，得到所述第一溶液；所述第二溶液含有表面带正电荷的树脂球；2)在搅拌条件下，混合所述第一溶液和所述第二溶液，得到第二混合液；3)将所述第二混合液涂覆于基材表面，干燥，得到位于所述基材表面的第一膜层；4)热处理步骤3)所得第一膜层，得到所述减反射膜。

【技术特征摘要】
1.一种减反射膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)提供第一溶液和第二溶液，其中，所述第一溶液是如下制备的：a-1)提供第一混合液和硅源，所述第一混合液含有氧化硅硅溶胶、催化剂和用于分散所述氧化硅硅溶胶的第一溶剂；a-2)在搅拌条件下，加热所述第一混合液到第一热处理温度，将所述硅源加入其中，在所述第一热处理温度下继续搅拌，得到所述第一溶液；所述第二溶液含有表面带正电荷的树脂球；2)在搅拌条件下，混合所述第一溶液和所述第二溶液，得到第二混合液；3)将所述第二混合液涂覆于基材表面，干燥，得到位于所述基材表面的第一膜层；4)热处理步骤3)所得第一膜层，得到所述减反射膜。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化硅硅溶胶中所述溶胶颗粒与所述表面带正电荷的树脂球的粒径比为1：3-50。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化硅硅溶胶中所述溶胶颗粒的粒径为2-50nm；和/或所述表面带正电荷的树脂球的粒径为35-300nm。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂选自下组：盐酸、硝酸、或其组合；和/或所述硅源选自下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，王彪，
申请(专利权)人：上海西源新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31