增透薄膜的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石墨稀-S1jI透薄膜的制備方法，具體涉及石墨稀-娃溶膠的配制及其在光伏玻璃表面的浸漬鍍膜及退火方法。
【背景技術】
[0002]近年來隨著能源緊缺問題的凸顯，世界經(jīng)濟的發(fā)展隨之放緩，清潔能源技術，尤其是光伏發(fā)電技術得到了重視和發(fā)展。太陽能電池的飛速增長為玻璃行業(yè)帶來了廣泛的市場需求和良好的發(fā)展前景，在普通玻璃市場競爭激烈，利潤率不盡如人意的情況下，光伏玻璃已經(jīng)引起大家的注目。目前，光伏玻璃已經(jīng)成為太陽能電池的重要構件，并且太陽能電池的技術改良也對光伏玻璃提出了更高的質量技術要求。
[0003]目前，太陽能電池的光電轉化率較低，增加其蓋板玻璃的光線透過率是間接提高太陽能電池效率的一種方法，而普通玻璃板的透過率僅為90%左右，仍有很大提升價值。對太陽能電池來說，目前其最主要的問題就是成本和效率問題，將太陽能電池本身的光-電轉換效率提高1%都是舉步維艱的，而平板表面玻璃尚有8%~9%的透過率可提升空間，這對相對較低的光-電轉換效率來說具有非常重要的意義，不僅可以降低成本，而且更加有利于太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化。
[0004]光線目前主要有以下方法可以實現(xiàn)對太陽能電池板的增透:采用浸蝕法這種區(qū)別于傳統(tǒng)鍍膜的納米增透技術，通過對玻璃表面Na20、CaO等活性組分的選擇性腐蝕交換，在玻璃表面構筑得到具有特殊納米結構的多孔S12膜層。通過對S1 2膜層厚度及孔隙的調控以實現(xiàn)入射光在傳遞過程中產(chǎn)生相消干涉，從而實現(xiàn)對光的減反射增透效果。但該方法成本較高，處理時間較長，嚴重影響生產(chǎn)效率，難以實現(xiàn)企業(yè)化量產(chǎn)。
[0005]Solaga采用stober法在堿性條件下制備出直徑為10~20nm的二氧化娃溶膠顆粒(堿硅)，在光伏玻璃表面成膜，測試發(fā)現(xiàn)，膜層的環(huán)境穩(wěn)定性和機械性能均較差，不具備較強的實用性。此后其小組又使用溶膠凝膠法在基底上制備高折射率膜層，如氧化鈦或氧化鉈薄膜；在酸催化條件下再次沉積溶膠凝膠二氧化硅(酸硅)薄膜。測試表明，膜層致密性較好，其機械強度和環(huán)境穩(wěn)定性均滿足要求，但透過率不高，制作工藝復雜，性價比低，因而未能得到廣泛應用。
[0006]光伏玻璃由于其實際工作環(huán)境的影響，要求它具備高透過率、耐臟污、成本低、生產(chǎn)快等特點?，F(xiàn)在使用的增透膜的成分多為S12，鍍膜方法多為溶膠凝膠法，使用這種方法制備的膜層具有高激光損傷閾值、制作費用低等優(yōu)點，但并不利于快速鍍膜，對生產(chǎn)工藝有一定的要求，且陳化后會降低膜的質量和透過率，難于實現(xiàn)其機械和光學性能的同時提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述不足，本發(fā)明從鍍膜溶膠和鍍膜工藝出發(fā)，在硅溶膠中添加石墨烯，在玻璃表面進行鍍膜來增加玻璃的透過率，通過控制石墨烯-Sicv薄膜厚度、退火溫度及退火時間，實現(xiàn)石墨稀-S12薄膜增透效果的最大化。
[0008]本發(fā)明的技術解決方案和步驟如下:
(1)準確稱取一定量石墨烯，將其分散于去離子水或乙醇中，攪拌、超聲使石墨烯均勻分散，配制成0.5~1 mg/mL石墨稀分散液；
(2)將步驟(I)制得的石墨烯分散液0.1~0.5 mL加入100 mL硅溶膠中，充分攪拌并采用超聲分散，制得鍍膜所用石墨烯-硅溶膠；
(3)采用H2O2溶液和氨水配制玻璃表面處理溶液，將鍍膜用的玻璃片先在其中浸泡0.5~6h，取出后用去離子水清洗，作為鍍膜基底；
(4)采用浸漬提拉法將步驟(3)處理后的玻璃片以6cm/min~10 cm/min的速度放入步驟(2)制得的溶膠中，以25 cm/min~35 cm/min的速度向上提拉出溶膠，在玻璃表面均勻鍍膜；
(5)將步驟(4)制得的鍍膜玻璃立即置于600°C~800°C的馬弗爐中退火1~5 min，取出冷卻至室溫。
[0009]進一步，步驟(I)所述的石墨稀為氧化石墨稀或還原的氧化石墨稀。
[0010]進一步，步驟(2)所述的硅溶膠為納米級的二氧化硅顆粒在水中或溶劑中的分散液。
[0011]進一步，步驟(3)所述的玻璃表面處理液，是體積比為1:1:3~8的25%的氨水、30%的H2O2和水配制而成的混合液。
[0012]本發(fā)明制備石墨烯-SiCV薄膜，增透效果好，可使玻璃的透過率增加3%以上，鍍膜后玻璃的透過率達95%以上。本發(fā)明制備方法簡單，成膜快速，組分可以調控，生產(chǎn)周期短，成本較低，有利于產(chǎn)品大量生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實施例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0014]實施例1
稱取40mg還原氧化石墨烯粉末，將其分散于40mL去離子水中，攪拌、超聲使石墨烯均勾分散，制得石墨稀的分散液。用量筒量取S12溶膠50mL置于燒杯中，將10yL的石墨烯分散液加入溶膠中，充分攪拌并利用超聲清洗器超聲分散，制得鍍膜所用石墨烯-S12S膠；取30mL H2O2和30mL氨水加入150mL去離子水中，制得玻璃表面處理液；將玻璃片在上述溶液中浸泡2h，取出用去離子水清洗；將玻璃片以8 cm/min的速度放入石墨烯-S12S膠中，以30 cm/min的速度向上提拉出溶膠；將鍍膜后的玻璃放入740°C的馬弗爐中退火2min后，冷卻至室溫。鍍膜后的玻璃的透過率最高可增加3.5%左右，達95%以上。
[0015]實施例2
稱取30 mg氧化石墨稀粉末，將其分散于40mL去離子水中，攪拌、超聲使石墨稀均勾分散，制得石墨烯的分散液。用量筒量取S12溶膠50mL置于燒杯中，將200 μ L的石墨烯分散液加入溶膠中，充分攪拌并利用超聲清洗器超聲分散，制得鍍膜所用石墨烯-S12溶膠；取30mL H2O2和30mL氨水加入150mL去離子水中，制得玻璃表面處理液；將玻璃片在上述溶液中浸泡2h，取出用去離子水清洗；將玻璃片以10 cm/min的速度放入石墨烯-S12S膠中，以35 cm/min的速度向上提拉出溶膠；將鍍膜后的玻璃放入800°C的馬弗爐中退火lmin，冷卻至室溫。
[0016] 實施例3
稱取20 mg氧化石墨稀粉末，將其分散于40mL去離子水中，攪拌、超聲使石墨稀均勾分散，制得石墨烯的分散液。用量筒量取S12溶膠50mL置于燒杯中，將500 μ L的石墨烯分散液加入溶膠中，充分攪拌并利用超聲清洗器超聲分散，制得鍍膜所用石墨烯-S12溶膠；取30mL H2O2和30mL氨水加入150mL去離子水中，制得玻璃表面處理液；將玻璃片在上述溶液中浸泡2h，取出用去離子水清洗；將玻璃片以6 cm/min的速度放入石墨烯-S12S膠中，以25 cm/min的速度向上提拉出溶膠；將鍍膜后的玻璃放入600°C的馬弗爐中退火5min，冷卻至室溫。
【主權項】
1.一種制備石墨烯-S1 2增透薄膜的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)準確稱取一定量石墨烯，將其分散于去離子水或乙醇中，攪拌、超聲使石墨烯均勻分散，配制成0.5~1 mg/mL石墨稀分散液； (2)將步驟(I)制得的石墨烯分散液0.1~0.5 mL加入100 mL硅溶膠中，充分攪拌并采用超聲分散，制得鍍膜所用石墨烯-硅溶膠； (3)采用H2O2溶液和氨水配制玻璃表面處理溶液，將鍍膜用的玻璃片先在其中浸泡0.5~6h，取出后用去離子水清洗，作為鍍膜基底； (4)采用浸漬提拉法將步驟(3)處理后的玻璃片以6cm/min~10 cm/min的速度放入步驟(2)制得的溶膠中，以25 cm/min~35 cm/min的速度向上提拉出溶膠，在玻璃表面均勻鍍膜； (5)將步驟(4)制得的鍍膜玻璃立即置于600°C~800°C的馬弗爐中退火1~5 min，取出冷卻至室溫。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的石墨烯為氧化石墨烯或還原氧化石墨烯。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的硅溶膠為納米級的二氧化硅顆粒在水中或溶劑中的分散液。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的玻璃表面處理液，是體積比為1: 1:3~8的25%的氨水、30%的H2O2和水配制而成的混合液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石墨烯-SiO2增透薄膜的制備方法。首先將石墨烯分散液與硅溶膠混合分散，得到均一穩(wěn)定的復合溶膠；用氨水-過氧化氫混合液處理光伏玻璃表面，得到鍍膜基底；然后通過浸漬提拉法將光伏玻璃表面在石墨烯-硅溶膠中浸漬鍍膜；最后放入馬弗爐中退火。該方法生產(chǎn)周期短，簡單易行，成本較低，成品增透效果好，機械強度高。
【IPC分類】C03C17/22
【公開號】CN104944794
【申請?zhí)枴緾N201510307150
【發(fā)明人】楊佳驥, 閆愷, 范勇, 文靜, 張悅, 鄧順書, 錢秀珍, 趙崇軍
【申請人】華東理工大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月4日