一种光伏组件玻璃用增透液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种光伏组件玻璃用增透液及其制备方法和应用，其制备方法是将酸液添加到低级醇中，调节溶液pH至1

【技术实现步骤摘要】
一种光伏组件玻璃用增透液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米材料合成
，特别是涉及一种光伏组件玻璃用增透液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着传统化石能源逐渐消耗殆尽，太阳能被认为是最有希望取代传统化石能源的清洁能源之一。光伏太阳电池(简称光伏电池)既可以转换太阳的直接辐射能，也能以相同的转换效率利用太阳光的漫射能，它可以用在任何有阳光的地方，不受地域限制，近年来在商业化以及学术研究上均得到了广泛关注和快速发展。
[0003]太阳光电磁辐射能量在进入发电系统成为可利用的能量前会经过许多中间表面，在界面处发生透过或者反射。对于光伏太阳电池组件(简称光伏组件)，光从空气入射至光伏组件时，遇到的第一个表面为光伏封装玻璃、封装聚合物薄膜或者是聚光光伏电池中的聚光透镜。通过在这些中间表面制备减反射膜可以有效地降低表面反射，从而使得更多的光透射进入太阳能发电系统，因此减反射膜在提高太阳能发电系统的发电效率上发挥重要作用。然而由于光伏电池的使用环境复杂而又恶劣，对于地面光伏电站，作为光伏组件最外层的减反射膜往往需要经受雨、雪、日晒、环境污染物以及干旱沙漠地区的沙尘等恶劣的环境条件，因此复杂恶劣的户外环境对减反射膜在光伏电池中的应用提出了严峻的考验。单一的减反功能已经无法满足光伏电池在户外的长期使用要求，针对不同的使用环境对减反射膜进行诸如防潮、自清洁、防雾、防结冰以及防尘抗污等多功能改性，成为目前减反射膜研究领域的一大热点。
[0004]太阳能电池板主要依靠太阳光的照射将光能转化为电能，因此太阳能电池板表面的清洁无遮挡至关重要，但是现有的太阳能电池板，如申请号：CN202011538579.9公开的一种修复光伏组件玻璃用减反增透液及其制备方法，其自清洁性能较差，使用一段时间后，表面容易附着灰尘和鸟粪等，经常需要进行人工清洁，而过于频繁的人工清洁不仅增加了维护成本，还容易刮花太阳能电池板的表面，导致其透光率降低，而且，人工清洁后，灰尘也会立即附着，进而影响其发电效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于克服现有技术的不足，提供一种光伏组件玻璃用增透液的制备方法，以制备出一种能常温自干、附着性好、长效自清洁性能好且透光率高的光伏组件玻璃用增透液。
[0006]本专利技术的目的之二在于克服现有技术的不足，提供一种光伏组件玻璃用增透液，其是一种功能化有机配体修饰的高透光无机纳米二氧化硅溶胶，该有机配使其具有优异的超亲水或超疏水性能，进而使该增透液兼具优异的长效自清洁性能和高透光率。
[0007]本专利技术的目的之三在于克服现有技术的不足，提供一种光伏组件玻璃用增透液在光伏组件玻璃表面的应用。
[0008]基于此，本专利技术公开了一种光伏组件玻璃用增透液的制备方法，包含如下步骤：
[0009]步骤一，将酸液加入低级醇中，调节溶液pH至1
‑
2，在搅拌下缓慢滴加有机硅氧烷，恒温反应后，静置，使溶液的pH为2
‑
4，得到纳米级的酸性二氧化硅溶胶；
[0010]步骤二，取定量步骤一的二氧化硅溶胶，再加入水、水溶性有机溶剂和加硬剂，将溶液的pH调至9
‑
10后，加入亲水表面活性剂或疏水表面活性剂，以对二氧化硅溶胶的表面进行亲水或疏水改性，搅拌均匀，再放置一段时间，得到改性后的混合液；
[0011]步骤三，将步骤二中改性后的混合液的pH调至3
‑
4，即得光伏组件玻璃用增透液。
[0012]优选地，步骤一中，所述有机硅氧烷缓慢滴加的速度为10
‑
20滴每秒；
[0013]所述恒温反应的时间为1.5
‑
3h、优选为2h，所述恒温反应的温度为28
‑
35℃、优选为30℃；
[0014]所述静置的时间为1
‑
7天、优选为两天。
[0015]优选地，步骤一中，所述二氧化硅溶胶的粒径为5
‑
30nm、优选为15
‑
20nm，该纳米二氧化硅溶胶的粒径通过反应过程中加入的水的量进行调节；
[0016]所述酸液为醋酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液或硫酸溶液；
[0017]所述低级醇为甲醇、乙醇、丁醇、正丙醇或异丙醇；
[0018]所述有机硅氧烷为正硅酸四乙酯或正硅酸四丁酯。
[0019]优选地，步骤二中，所述疏水表面活性剂为甲基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、二甲基硅氧烷和甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种；
[0020]或者，所述亲水表面活性剂为三乙氧基硅烷和三甲氧基硅烷中的一种或多种。
[0021]选用的亲水表面活性剂优选为具有基团Si
‑
H的硅烷偶联剂(如三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷)，这样，在碱性条件下，该硅烷偶联剂的基团Si
‑
H变成基团Si
‑
OH，以便达到亲水的目的。
[0022]而且，亲水表面活性剂或疏水表面活性剂选择为硅烷偶联剂，一方面，可以在碱性条件下直接键合在二氧化硅溶胶的表面产生亲水或疏水性，进而提高膜层的自清洁性能；另一方面，在碱性条件下，该亲水表面活性剂或疏水表面活性剂又能自身水解产生更小粒径的二氧化硅和亲水基团Si
‑
OH(或疏水基团如Si
‑
CH3)，进而能填补较大粒径的二氧化硅溶胶之间的空隙，进一步提高膜层均匀性，进而提高膜层的透光、附着和自清洁等综合性能。
[0023]进一步优选地，所述疏水表面活性剂是甲基三(三甲基硅氧烷基)硅烷和甲基三乙氧基硅烷的混合液，其混合的质量比优选为10％
‑
70％；或者，所述疏水表面活性剂是二甲基硅氧烷和甲基三乙氧基硅烷的混合液，其混合的质量比优选为10％
‑
70％。
[0024]选用的疏水表面活性剂优选为两种硅烷偶联剂形成的混合液。而且，专利技术人发现，若两种硅烷偶联剂均为一个硅原子上具有一个甲基(即
‑
Si
‑
CH3)的硅烷偶联剂，则不足以使二氧化硅溶胶及增透液达到好的疏水性能；若两种硅烷偶联剂均为一个硅原子上具有双甲基(即
‑
Si
‑
(CH3)2)的硅烷偶联剂或一个硅原子上具有多甲基(Si
‑
(CH3)3)的硅烷偶联剂硅烷)，虽然会使体系中的二氧化硅变得非常疏水，但也会使得二氧化硅与玻璃的表面能不匹配，从而使增透液在玻璃表面的成膜变差。基于此，选择的这两种硅烷偶联剂中，优选为：其中一种硅烷偶联剂具有基团
‑
Si
‑
CH3(即甲基三乙氧基硅烷)，且另一种硅烷偶联剂具有基团
‑
Si
‑
(CH3)2(即二甲基硅氧烷)；或者这两种硅烷偶联剂中，优选为：其中一种硅烷偶联
剂具有基团
‑
Si
‑
CH3(即甲基三乙氧基硅烷)，且另一种硅烷偶联剂具有基团S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件玻璃用增透液的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤一，将酸液加入低级醇中，调节溶液pH至1
‑
2，在搅拌下缓慢滴加有机硅氧烷，恒温反应后，静置，使溶液的pH为2
‑
4，得到纳米级的酸性二氧化硅溶胶；步骤二，取定量步骤一的二氧化硅溶胶，再加入水、水溶性有机溶剂和加硬剂，将溶液的pH调至9
‑
10后，加入亲水表面活性剂或疏水表面活性剂，以对二氧化硅溶胶的表面进行亲水或疏水改性，搅拌均匀，再放置一段时间，得到改性后的混合液；步骤三，将步骤二中改性后的混合液的pH调至3
‑
4，即得光伏组件玻璃用增透液。2.根据权利要求1所述的一种光伏组件玻璃用增透液的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述有机硅氧烷缓慢滴加的速度为10
‑
20滴每秒；所述恒温反应的时间为1.5
‑
3h、温度为28
‑
35℃；所述静置的时间为1
‑
7天。3.根据权利要求1或2所述的一种光伏组件玻璃用增透液的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述二氧化硅溶胶的粒径为5
‑
30nm；所述酸液为醋酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液或硫酸溶液；所述低级醇为甲醇、乙醇、丁醇、正丙醇或异丙醇；所述有机硅氧烷为正硅酸四乙酯或正硅酸四丁酯。4.根据权利要求1所述的一种光伏组件玻璃用增透液的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述疏水表面活性剂为甲基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、二甲基硅氧烷和甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种；或者，所述亲水表面活性剂为三乙氧基硅烷和三甲氧基硅烷中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的一种光伏组件玻璃用增透液的制备方法，其特征在于，所述疏水表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建伟，张付特，孙海龙，王显鑫，薛虎，唐邓，李君君，
申请(专利权)人：苏州中来光伏新材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：