[发明专利]宽谱全向光伏玻璃减反射膜及其制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料和光伏电池等领域。具体地，本发明提供了宽谱全向光伏玻璃减反射膜及其制法和应用。

背景技术

世界范围内的能源紧张和环保压力极大地促进了人们对太阳能电池光伏组件的研发和应用。随着人们对太阳能电池光伏组件的不断优化，太阳能光伏组件中晶体硅电池片的转换效率已接近极限，继续依靠提高电池片本身效率来提高光伏组件实际输出功率变得十分困难。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电池光伏组件用的封装玻璃，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，光伏玻璃表面对可见光仍存在约4%的反射。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减反射膜结构。例如，公开号为CN1263354A的专利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，利用酸碱两步法制备出了高强膜基结合力的减反射涂层。普通的单层减反射膜虽然容易生产，但是其减反射特性的调控手段单一。同时，普通的单层经典减反射膜结构的减反增透效果对入射光的波长和入射角度十分敏感，而光伏组件实际应用时，太阳光照射到组件上的波长范围很宽，同时照射角度也有可能远远偏离垂直照射，这种大角度倾斜照射情况下，简单的单层减反射膜会降低甚至失去减反增透效果，从而对实际应用中组件的输出功率产生影响。目前为止，尚未发现专门针对光伏组件封装用且具有宽光谱、全角度减反射效果的减反射膜的制备方法。

因此，本领域迫切需要研发整体工艺成本低廉、技术路线简单、适合工业化大规模应用且光学性能适宜的减反射膜复合料。

发明内容

本发明的目的就是提供一种具有宽光谱、全角度减反射效果的减反射膜及其制备方法。

在本发明的第一方面，提供了一种具有减反射膜的复合材料，所述复合材料包括：

(a)基材；以及

(b)位于所述基材至少一个主表面上的减反射膜(层)，并且所述减反射膜的厚度为50-200纳米，并且所述减反射膜上设有球面光陷，其中球面光陷的直径大于或等于所述减反射膜的厚度。

在另一优选例中，所述球面光陷的直径为200-600nm，较佳地为250-500nm。

在另一优选例中，所述球面光陷的直径是不同的、或者所述球面光陷的直径是相同或基本相同的。

在另一优选例中，所述球面光陷的直径是相同或基本相同的。

在另一优选例中，所述球面光陷的直径是不同的（由不同直径的微球通过混合搭配而形成）。

在另一优选例中，所述的“基本相同”指对于n个球面光陷而言，其中≥80％(较佳地≥90％，更佳地≥95％，更佳地≥99％，最佳地100%)对应的球面光陷的直径di(其中i＝1～n)与所述n个球面光陷的平均直径d0之比(di/d0)为0.8-1.2，较佳地0.9-1.1。

在另一优选例中，所述的“相同”指对于n个球面光陷而言，其中100%对应的球面光陷的直径di(其中i＝1～n)与所述n个球面光陷的平均直径d0之比(di/d0)为0.8-1.2，较佳地0.9-1.1。

在另一优选例中，所述减反射膜的厚度为100-200纳米，较佳地为100-150纳米。

在另一优选例中，所述球面光陷的直径小于2000纳米，更佳地小于1000纳米。

在另一优选例中，所述的球面光陷是通过气化PS微球所形成的。

在另一优选例中，所述减反射膜的化学成分为氧化物或二氧化硅。

在另一优选例中，所述基材为光伏玻璃。

在另一优选例中，所述球面光陷的密度为1-10×10⁷个/cm²，优选为4-6×10⁷个/cm²。

在另一优选例中，所述的复合材料具有以下一种或多种光学性能：

(a)宽谱减反射效果；对400-1100nm（较佳地400-800nm）的光线可有效增透减反；

(b)全向减反射效果：在0-60度（较佳地0-45度）光线(如太阳光)入射角度范围内，可有效增透减反。

在另一优选例中，所述的“有效增透减反”指光线透光率的增益≥2％，较佳地≥2.5％，更佳地≥3％。

在另一优选例中，所述复合材料是用如下方法制备的：

(a)提供一基材和一溶胶，其中所述的溶胶含有PS微球、纳米氧化硅；