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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳电池,更具体地说,涉及一种二氧化硅纳米颗粒及异质结太阳电池的制备方法。
技术介绍
1、超疏水结构因其表面与水的接触面积有限,与水的化学反应和化学键结合受到抑制,从而具有防污染、自清洁、防积雪结冰、抗腐蚀等优异的界面性质,有望用于挡风玻璃、显示屏、太阳能电池盖板、建筑玻璃幕墙等领域。
2、硅异质结太阳电池表面具有ito导电玻璃,该ito导电玻璃容易吸水失效,并且由于折射率的限制使得反射率较高。因此硅异质结太阳电池需要一种兼有减反射和自清洁作用的结构。其中二氧化硅纳米材料因为折射率低,成本低廉,易于制备和修饰而备受关注。
3、国内外很多研究者对二氧化硅疏水材料的应用进行了一系列研究。例如采用溶胶凝胶法制备链状和颗粒状的二氧化硅聚集体,利用二氧化硅链固定二氧化硅颗粒在玻璃基板上实现持久超疏水涂层。还有采用溶胶凝胶浸渍法,以正硅酸四乙酯和三甲基乙氧基硅烷为共前驱体,碱催化水解生成含甲基的纳米二氧化硅溶胶,制备了具有高透过率和优异超疏水性的涂层。
4、但是,目前这些方法都存在着一定的限制,例如操作繁琐,反应时间长,产物尺寸难以控制,难以大量制备等问题,使得制备成本很高,难以规模化生产。
技术实现思路
1、有鉴于此,为解决上述问题,本专利技术提供一种二氧化硅纳米颗粒及异质结太阳电池的制备方法,技术方案如下:
2、一种二氧化硅纳米颗粒的制备方法,所述二氧化硅纳米颗粒的制备方法包括:
3、将正硅酸四乙酯分散在无水乙醇中,
4、将有机胺催化剂溶于水和乙醇的混合溶液中,并以第一转速进行搅拌获得目标溶液;
5、将所述硅源前驱体加入至所述目标溶液中以第二转速进行搅拌,并在搅拌过程中进行控温处理,反应得到二氧化硅纳米颗粒;
6、将所述二氧化硅纳米颗粒基于乙醇和水以第三转速交替离心洗涤,经过干燥处理后得到二维网状二氧化硅纳米结构;其中所述二维网状二氧化硅纳米结构中二维的二氧化硅纳米颗粒由圆环状长链组成,网状空隙由空气填充。
7、优选的,在上述二氧化硅纳米颗粒的制备方法中,所述正硅酸四乙酯的体积范围为1ml-6ml;
8、所述无水乙醇的体积范围为8ml-48ml。
9、优选的,在上述二氧化硅纳米颗粒的制备方法中,所述有机胺催化剂的重量范围为0.1g-1.0g;
10、所述混合溶液中水的体积范围为35ml-45ml,所述混合溶液中乙醇的体积范围为15ml-25ml。
11、优选的,在上述二氧化硅纳米颗粒的制备方法中,所述有机胺催化剂为十二胺催化剂或十六胺催化剂。
12、优选的,在上述二氧化硅纳米颗粒的制备方法中,所述第一转速的转速范围为800rpm-1200rpm,以所述第一转速进行搅拌的持续时间范围为1min-3min。
13、优选的,在上述二氧化硅纳米颗粒的制备方法中,所述第二转速的转速范围为250rpm-350rpm,以所述第二转速进行搅拌的持续时间范围为3h-4.5h。
14、优选的,在上述二氧化硅纳米颗粒的制备方法中,所述第三转速的转速范围为7000rpm-9000rpm,以所述第三转速交替离心洗涤的持续时间范围为4min-6min;
15、所述干燥处理的干燥温度范围为75℃-85℃,所述干燥处理的干燥持续时间范围为8h-12h。
16、优选的,在上述二氧化硅纳米颗粒的制备方法中,所述控温处理的温度范围为45℃-65℃,所述控温处理的持续时间范围为2h-5h。
17、本申请还提供了一种异质结太阳电池的制备方法,所述异质结太阳电池的制备方法包括:
18、配置二维网状二氧化硅纳米结构的分散液,所述二维网状二氧化硅纳米结构为上述任一项所制备的二维网状二氧化硅纳米结构;
19、将所述二维网状二氧化硅纳米结构的分散液分散在异质结太阳电池的表面,并进行烘干处理,得到具有所述二维网状二氧化硅纳米结构的膜层的异质结太阳电池。
20、优选的,在上述异质结太阳电池的制备方法中,所述配置二维网状二氧化硅纳米结构的分散液,包括:
21、将所述二维网状二氧化硅纳米结构分散在混合溶液中,并进行超声处理;
22、其中,所述混合溶液的体积范围为8ml-12ml,所述混合溶液为氯仿和乙醇的混合溶液,所述混合溶液中氯仿:乙醇的体积比范围为4:1至5:1。
23、相较于现有技术,本专利技术实现的有益效果为:
24、本专利技术提供的一种二氧化硅纳米颗粒的制备方法包括:将正硅酸四乙酯分散在无水乙醇中,获得硅源前驱体;将有机胺催化剂溶于水和乙醇的混合溶液中,并以第一转速进行搅拌获得目标溶液;将所述硅源前驱体加入至所述目标溶液中以第二转速进行搅拌,并在搅拌过程中进行控温处理,反应得到二氧化硅纳米颗粒;将所述二氧化硅纳米颗粒基于乙醇和水以第三转速交替离心洗涤,经过干燥处理后得到二维网状二氧化硅纳米结构;其中所述二维网状二氧化硅纳米结构中二维的二氧化硅纳米颗粒由圆环状长链组成,网状空隙由空气填充。该二氧化硅纳米颗粒的制备方法以有机胺作为催化剂和模板剂,以正硅酸四乙酯为前驱体,在硅源前驱体加入至目标溶液后通过温度控制,使得有机胺的溶剂乙醇蒸发,有机胺催化剂难以与反应物接触,从而大大抑制了正硅酸四乙酯的水解,故而可以得到二维网状二氧化硅纳米结构。将含有该二维网状二氧化硅纳米结构的液体涂在异质结太阳电池上可以表现出明显的疏水性和减反射性能。且该二氧化硅纳米颗粒的制备方法反应时间短,制备工艺简单,大大节省了制备成本。
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1.一种二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述二氧化硅纳米颗粒的制备方法包括:
2.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述正硅酸四乙酯的体积范围为1ml-6ml;
3.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述有机胺催化剂的重量范围为0.1g-1.0g;
4.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述有机胺催化剂为十二胺催化剂或十六胺催化剂。
5.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述第一转速的转速范围为800rpm-1200rpm,以所述第一转速进行搅拌的持续时间范围为1min-3min。
6.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述第二转速的转速范围为250rpm-350rpm,以所述第二转速进行搅拌的持续时间范围为3h-4.5h。
7.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述第三转速的转速范围为7000rpm-9000rpm,以所述第三转速交替离心洗涤的持
8.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述控温处理的温度范围为45℃-65℃,所述控温处理的持续时间范围为2h-5h。
9.一种异质结太阳电池的制备方法,其特征在于,所述异质结太阳电池的制备方法包括:
10.根据权利要求9所述的异质结太阳电池的制备方法,其特征在于,所述配置二维网状二氧化硅纳米结构的分散液,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述二氧化硅纳米颗粒的制备方法包括:
2.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述正硅酸四乙酯的体积范围为1ml-6ml;
3.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述有机胺催化剂的重量范围为0.1g-1.0g;
4.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述有机胺催化剂为十二胺催化剂或十六胺催化剂。
5.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述第一转速的转速范围为800rpm-1200rpm,以所述第一转速进行搅拌的持续时间范围为1min-3min。
6.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米颗粒的...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵东明,刘正新,肖平,郝志丹,孟凡英,王玮,李睿,王大鹏,黄海威,李孟蕾,
申请(专利权)人:华能嘉峪关新能源有限公司,
类型:发明
国别省市:
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