一种增透膜的制备方法及其应用与流程

本发明光伏产品应用，具体涉及一种增透膜的制备方法及其应用。

背景技术：

1、玻璃表面的清洁是保证光伏发电系统高效运行的关键，目前的清洗方法有四种:自然清洗、人工清洗、自动清洗和自清洗方法。自然清洗法是指利用自然降水、降雪和强风将光伏玻璃表面积聚的粉尘颗粒清洗干净，达到清洗效果；然而，这种方法不稳定且效率低下，甚至会限制清洗效果。人工清洗方法是传统的清洗方法，也是最有效的选择，这种方法执行简单，不需要昂贵的清洁设备，也不污染环境；然而，这种方法成本高，效率低，周期长，用水量大，并且可能导致潜在的面板损坏。自动清洗方式可分为静电除尘器和机械清洗方式，因此，玻璃表面的带电尘埃粒子在静电场的作用下被移动，并在风或重力作用于尘埃粒子的作用下被移除。目前广泛采用机械清洁方式进行清洁，包括清洁机器人、智能清洁装置和清洁车；但这种方法成本高，对周边环境污染大。自清洁方法是在玻璃表面涂上一层超亲水或超疏水的自清洁涂层，通过自然降雨或水清洗去除表面积聚的灰尘颗粒，光伏玻璃自清洁技术的探索和优化目前处于早期研究阶段。与其他三种方法相比，自清洁方法是目前最有前景的方法，不需要额外的人力，经济成本低，而且该方法很受欢迎。但是自清洁方法是基于降雨或发生在表面有大量水的环境中，而且大多数太阳能光伏电站位于干旱或半干旱地区，降雨量少，清洗间隔时间长，这就大大降低了自清洁方法的有效性。清洁涂层的超亲水性涂料在应用中存在一定缺陷，不适用于沙漠等干旱地区。因为水滴会在表面扩散，所以需要一定量的水来洗掉灰尘，因此，超亲水性涂料不能用于缺水地区，因为它需要一定量的水来完成清洗工作。

2、因此，亟需提供一种方法能够实现光伏玻璃在缺水干旱地区的自清洁。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明基于teos和tmms前驱体的硅溶胶能够制备得到具有抗反射、疏水和防冰性能的增透膜，该增透膜具有高透明度、超疏水性、耐紫外线和高硬度的特点，应用在光伏玻璃上能够实现光伏玻璃在缺水干旱地区的自清洁的作用。

2、根据本发明的第一方面，提出了一种增透膜，所述增透膜的制备原料包括正硅酸乙酯、三甲基乙氧基硅烷、三氯甲基硅烷和水；

3、正硅酸乙酯、三甲基乙氧基硅烷和三氯甲基硅烷的体积比为1：1：0.02～0.12。

4、根据本发明的第一方面的实施例，至少具有以下有益效果：

5、三氯甲基硅烷(tcms)和三甲基乙氧基硅烷(tmms)是两种常用的前体化合物制备得到增透膜，过程中tcms和tmms与二氧化硅颗粒表面上的羟基发生反应，形成si-o-si键，从而将有机基团引入到薄膜中，当水加入到溶胶中时，teos和tmms会发生水解反应，水分子会与它们之间的化学键发生断裂，形成羟基官能团。这些羟基在溶胶中存在，并与其他水解产物进行缩合反应，形成二氧化硅(sio2)链。上述缩合反应发生在teos水解产物之间、tmms水解产物之间，以及teos和tmms水解产物之间，形成具有羟基和ch3官能团的二氧化硅颗粒。由于溶胶中存在羟基基团，未经处理的玻璃表面具有亲水性，水滴在其表面扩散。当含有oh和ch3官能团的二氧化硅颗粒沉积在玻璃表面形成薄膜时，薄膜表面的化学性质会发生改变。有机基团的引入会增加薄膜表面的疏水性，从而使水滴在其表面呈现较高的接触角，形成疏水薄膜，一方面，形成的疏水薄膜在低温和高湿条件下，表面的液体桥会形成，从而促进颗粒与表面之间的相互作用，形成液桥，进而实现自清洁；另一方案，涂覆了疏水薄膜的玻璃表面相比未涂层玻璃表面具有较小的接触面积和较慢的冷却速率，使得完全结冰所需的时间和开始结冰的时间相对较长。使得疏水薄膜可以作为防冰薄膜应用于挡风玻璃、光伏电站、建筑物窗户等需要透明性和除冰功能的场合，提高设备的可靠性和效率，减少冰对视野和光学器件的影响，再一方面，本发明通过将具有自清洁性能的透明疏水增透膜涂覆在盖板玻璃表面，灰尘既不会积聚在表面上，也不会因为卷起的斑点而积聚，因为它们很容易被风或少量的雨水给清洗掉。疏水增透膜的另一个特点是它们能够减少或防止固体表面结冰。因为具有防冰性能的疏水增透膜可以防止冰在玻璃表面积聚，从而防止太阳能电池性能的降低。

6、根据本发明的一些实施例，所述增透膜的制备原料的体积比为：正硅酸乙酯：三甲基乙氧基硅烷：三氯甲基硅烷1：1：0.07～0.09。

7、根据本发明的一些实施例，所述增透膜的制备原料还包括酸性催化剂，所述酸性催化剂包括硝酸。

8、根据本发明的第二方面的实施例提出了一种所述的增透膜的制备方法，包括以下步骤：

9、s1.将正硅酸乙酯和三甲基乙氧基硅烷分散后加水反应得到溶胶；

10、s2.将溶胶酸化后与三氯甲基硅烷混合反应得到增透膜的溶胶液。

11、根据本发明的一些实施例，所述溶胶酸化后的ph为2-3。

12、根据本发明的一些实施例，步骤s1中，所述分散的时间为30～40min。

13、根据本发明的一些实施例，步骤s2中，所述混合反应的时间为2～3h。

14、根据本发明的第三方面的实施例提出了一种增透膜在太阳能光伏玻璃镀膜中的应用。

15、根据本发明的一些实施例，所述太阳能光伏玻璃镀膜的步骤包括将太阳能光伏玻璃进行浸渍镀膜后干燥、热处理。

16、根据本发明的一些实施例，所述浸渍镀膜的步骤包括：将太阳能光伏玻璃浸入所述溶胶液后提拉。

技术特征：

1.一种增透膜，其特征在于，所述增透膜的制备原料包括正硅酸乙酯、三甲基乙氧基硅烷、三氯甲基硅烷和水；

2.根据权利要求1所述的增透膜，其特征在于，所述增透膜的制备原料的体积比为：正硅酸乙酯：三甲基乙氧基硅烷：三氯甲基硅烷1：1：0.07～0.09。

3.根据权利要求1所述的增透膜，其特征在于，所述增透膜的制备原料还包括酸性催化剂，所述酸性催化剂包括硝酸。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述的增透膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶胶酸化后的ph为2-3。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述分散的时间为30～40min。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述混合反应的时间为2～3h。

8.一种如权利要求1～7中任一项所述的增透膜在太阳能光伏玻璃镀膜中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述太阳能光伏玻璃镀膜的步骤包括将太阳能光伏玻璃进行浸渍镀膜后干燥、热处理。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述浸渍镀膜的步骤包括：将太阳能光伏玻璃浸入所述溶胶液后提拉。

技术总结本发明公开了一种增透膜的制备方法及其应用，增透膜的制备原料包括正硅酸乙酯、三甲基乙氧基硅烷、三氯甲基硅烷和水；正硅酸乙酯、三甲基乙氧基硅烷和三氯甲基硅烷的体积比为1：1：0.02～0.12。本发明通过将具有透明疏水增透膜涂覆在盖板玻璃表面，灰尘既不会积聚在表面上，也不会因为卷起的斑点而积聚，从而使灰尘很容易被风或少量的雨水清洗干净。技术研发人员：王永祥,赵涛涛,邹青受保护的技术使用者：安徽南玻新能源材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18