一種用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜的製備方法

2023-07-26 17:40:26

專利名稱：一種用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜的製備方法
技術領域：
本發明屬於新材料技術及新能源技術領域，涉及一種用於太陽能電池用增透及自 清潔複合薄膜的製備方法。
背景技術：
自清潔是通過在玻璃表面形成半導體氧化光催化劑，從而，產生電子_空穴對，以 其特有的強氧化能力將玻璃表面的幾乎所有的有機汙染物完全氧化並降解為相應的無害 無機物。目前，高層建築的窗玻璃、高速路的護欄等均採用塗覆TiO2薄膜而長期保持自清 潔功能，節省了人力物力。目前，各國自清潔產品的發展非常迅速。日本在納米TiO2自清 潔產品的應用和開發上走在世界前列。英國的皮爾金頓公司，美國的PPG公司，也都採用不 同的製備方法製備並生產了自清潔玻璃。隨著人們對自清潔概念的提高，市場對其的需求 也急劇增大。目前戶外用玻璃基太陽能電池是目前太陽能電池領域的研究熱點，開發一種太陽 能電池及光催化相關領域使用的二氧化鈦/二氧化矽複合自清潔增透薄膜具有極其重要 的意義。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄 膜的製備方法，其在提高電池對光的利用率的同時減少由於戶外使用太陽能電池的清洗及 維護費用，有助於推進太陽能電池的產業化進程。為實現上述目的，本發明提供了一種用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜的 製備方法，包括以下步驟步驟1 將鈦源按照1 (3 10)的體積比加入到無水乙醇中，配製成酯醇混合 溶液，攪拌均勻；步驟2 按鈦源與酸性溶液的體積比為(6 10) 1，在步驟1形成的酯醇混合溶 液加入酸性溶液後，攪拌1小時，形成混合溶液A ；步驟3 將去離子水和無水乙醇混合形成水醇混合溶液，然後，將該水醇混合溶液 加入到步驟2得到的混合溶液A中，然後攪拌lh，即得TiO2溶膠，備用，其中，鈦離子與去離 子水和乙醇的體積比為(3 10) 1 10；步驟4 將矽前驅體正矽酸乙酯按照1 10的體積比加入到無水乙醇中，攪拌lh， 然後加入酸性溶液調節pH為2 3，隨後按矽前驅體蒸餾水=(2 5) 1的比例加入 蒸餾水，攪拌Ih後靜置陳化12h，即得SiO2溶膠，備用；步驟5 將步驟3得到的TiO2溶膠和步驟4得到的SiO2溶膠按質量比為(1 5) 1混合形成混合溶膠，然後將該混合溶膠噴成膜後在60°C下真空乾燥30min，最後在 300 500°C下熱處理1 6h，即得用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜。
作為本發明的優選實施例，所述步驟1中的鈦源選自鈦酸四異丙酯或鈦酸四正丁作為本發明的優選實施例，所述步驟2和步驟4中的酸性溶液選自鹽酸、硝酸、醋 酸、草酸、檸檬酸、酒石酸、苯甲酸或己二酸中的一種；作為本發明的優選實施例，所述步驟5中的成膜是採用噴塗或旋塗的方式成膜；作為本發明的優選實施例，所述旋塗的轉速為1000 4000轉/分鐘，時間為10 30秒。本發明用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜的製備方法至少具有以下優點 由於本發明增透及自清潔複合薄膜的製備方法中摻雜有SiO2溶膠，因此，可以有效提高二 氧化鈦薄膜與基體間的結合程度，提高電池對光的利用率的同時減少由於戶外使用太陽能 電池的清洗及維護費用，有助於推進太陽能電池的產業化進程。


圖1是本發明複合薄膜隨光照時間接觸角的變化情況。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜的製備方法進 行詳細描述實施例1步驟1 將鈦酸四異丙酯按照1 3的體積比加入到無水乙醇中，配製成酯醇混合 溶液，攪拌均勻至淡黃色；步驟2:按鈦源與鹽酸溶液的體積比為6 1，在步驟1形成的酯醇混合溶液加入 鹽酸溶液後，攪拌1小時，形成混合溶液A ；步驟3 將去離子水和無水乙醇混合形成水醇混合溶液，然後，將該水醇混合溶液 加入到步驟2得到的混合溶液A中，然後攪拌lh，使水解充分，陳化，即得無色透明到淡藍色 半透明得Ti02溶膠，備用，其中，鈦離子與去離子水和無水乙醇的體積比為3 1 10；步驟4 將矽前驅體正矽酸乙酯按照1 10的體積比加入到無水乙醇中，攪拌lh， 使醇解充分，然後加入檸檬酸抑制劑調節PH使其在2-3之間，隨後按矽前驅體蒸餾水= 5 1的比例加入蒸餾水，攪拌Ih後靜置陳化12h，即得無色透明到淡藍色半透明SiO2溶 膠樣品，備用；步驟5 將步驟3得到的TiO2溶膠和步驟4得到的SiO2溶膠按質量比為5 1混 合形成混合溶膠，然後將該混合溶膠噴成膜後在60°C下真空乾燥30min，最後在300°C下熱 處理6h，即得與基體附著良好的用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜。實施例2步驟1 將鈦酸四正丁酯按照1 10的體積比加入到無水乙醇中，配製成酯醇混 合溶液，攪拌均勻至淡黃色；步驟2 按鈦源與硝酸溶液的體積比為10 1，在步驟1形成的酯醇混合溶液加入 硝酸溶液後，攪拌1小時，形成混合溶液A ；步驟3 將去離子水和無水乙醇混合形成水醇混合溶液，然後，將該水醇混合溶液加入到步驟2得到的混合溶液A中，然後攪拌lh，使水解充分，陳化，即得無色透明到淡藍色 半透明得Ti02溶膠，備用，其中，鈦離子與去離子水和乙醇的體積比為10 1 10；步驟4 將矽前驅體正矽酸乙酯按照1 10的體積比加入到無水乙醇中，攪拌lh， 使醇解充分，然後加入酒石酸抑制劑調節PH使其在2-3之間，隨後按矽前驅體蒸餾水= 5 1的比例加入蒸餾水，攪拌Ih後靜置陳化12h，即得無色透明到淡藍色半透明5102溶 膠樣品，備用；步驟5 將步驟3得到的TiO2溶膠和步驟4得到的SiO2溶膠按質量比為1 1混 合形成混合溶膠，然後將該混合溶膠噴成膜後在60°C下真空乾燥30min，最後在500°C下熱 處理lh，即得與基體附著良好的用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜。實施例3步驟1 將鈦酸四正丁酯按照1 5的體積比加入到無水乙醇中，配製成酯醇混合 溶液，攪拌均勻至淡黃色；步驟2 按鈦源與醋酸溶液的體積比為10 1，在步驟1形成的酯醇混合溶液加入 醋酸溶液後，攪拌1小時，形成混合溶液A ；步驟3 將去離子水和無水乙醇混合形成水醇混合溶液，然後，將該水醇混合溶液 加入到步驟2得到的混合溶液A中，然後攪拌lh，使水解充分，陳化，即得無色透明到淡藍色 半透明得TiO2溶膠，備用，其中，鈦離子與去離子水和乙醇的體積比為10 1 10；步驟4 將矽前驅體正矽酸乙酯按照1 10的體積比加入到無水乙醇中，攪拌lh， 使醇解充分，然後加入苯甲酸抑制劑調節PH使其在2-3之間，隨後按矽前驅體蒸餾水= 2 1的比例加入蒸餾水，攪拌Ih後靜置陳化12h，即得無色透明到淡藍色半透明5102溶 膠樣品，備用；步驟5 將步驟3得到的TiO2溶膠和步驟4得到的SiO2溶膠按質量比為3 1混 合形成混合溶膠，然後將該混合溶膠在轉速為1000 4000轉/分鐘的條件下旋塗10秒， 接著，在60°C下真空乾燥30min，最後在300°C下熱處理2h，即得與基體附著良好的用於太 陽能電池用增透及自清潔複合薄膜。實施例4步驟1 將鈦酸四正丁酯按照1 5的體積比加入到無水乙醇中，配製成酯醇混合 溶液，攪拌均勻至淡黃色；步驟2 按鈦源與醋酸溶液的體積比為10 1，在步驟1形成的酯醇混合溶液加入 硝酸溶液後，攪拌1小時，形成混合溶液A ；步驟3 將去離子水和無水乙醇混合形成水醇混合溶液，然後，將該水醇混合溶液 加入到步驟2得到的混合溶液A中，然後攪拌lh，使水解充分，陳化，即得無色透明到淡藍色 半透明得TiO2溶膠，備用，其中，鈦離子與去離子水和乙醇的體積比為10 1 10；步驟4 將矽前驅體正矽酸乙酯按照1 10的體積比加入到無水乙醇中，攪拌lh， 使醇解充分，然後加入己二酸抑制劑調節PH使其在2-3之間，隨後按矽前驅體蒸餾水= 2 1的比例加入蒸餾水，攪拌Ih後靜置陳化12h，即得無色透明到淡藍色半透明5102溶 膠樣品，備用；步驟5 將步驟3得到的TiO2溶膠和步驟4得到的SiO2溶膠按質量比為3 1混 合形成混合溶膠，然後將該混合溶膠在轉速為1000 4000轉/分鐘的條件下旋塗30秒，接著，在60°C下真空乾燥30min，最後在300°C下熱處理2h，得到與基體附著良好的用於太 陽能電池用增透及自清潔複合薄膜。請參閱圖1所示，從中可知，本發明複合薄膜的接觸角隨光照迅速下降，自清潔性 能明顯改善。以上所述僅為本發明的一種實施方式，不是全部或唯一的實施方式，本領域普通 技術人員通過閱讀本發明說明書而對本發明技術方案採取的任何等效的變換，均為本發明 的權利要求所涵蓋。
權利要求
一種用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜的製備方法，其特徵在於包括以下步驟步驟1將鈦源按照1∶(3～10)的體積比加入到無水乙醇中，配製成酯醇混合溶液，攪拌均勻；步驟2按鈦源與酸性溶液的體積比為(6～10)∶1，在步驟1形成的酯醇混合溶液加入酸性溶液後，攪拌1小時，形成混合溶液A；步驟3將去離子水和無水乙醇混合形成水醇混合溶液，然後，將該水醇混合溶液加入到步驟2得到的混合溶液A中，然後攪拌1h，即得TiO2溶膠，備用，其中，鈦離子與去離子水和無水乙醇的體積比為(3～10)∶1∶10；步驟4將矽前驅體正矽酸乙酯按照1∶10的體積比加入到無水乙醇中，攪拌1h，然後加入酸性溶液調節pH為2～3，隨後按矽前驅體∶蒸餾水＝(2～5)∶1的比例加入蒸餾水，攪拌1h後靜置陳化12h，即得SiO2溶膠，備用；步驟5將步驟3得到的TiO2溶膠和步驟4得到的SiO2溶膠按質量比為(1～5)∶1混合形成混合溶膠，然後將該混合溶膠噴成膜後在60℃下真空乾燥30min，最後在300～500℃下熱處理1～6h，即得用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜。
2.如權利要求1所述的用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜的製備方法，其特徵 在於所述步驟1中的鈦源選自鈦酸四異丙酯或鈦酸四正丁酯。
3.如權利要求1所述的用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜的製備方法，其特徵 在於所述步驟2和步驟4中的酸性溶液選自鹽酸、硝酸、醋酸、草酸、檸檬酸、酒石酸、苯甲 酸或己二酸中的一種。
4.如權利要求1所述的用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜的製備方法，其特徵 在於所述步驟5中的成膜是採用噴塗或旋塗的方式成膜。
5.如權利要求4所述的用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜的製備方法，其特徵 在於所述旋塗的轉速為1000 4000轉/分鐘，時間為10 30秒。
全文摘要
本發明提供了一種用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜的製備方法，首先將鈦源與無水乙醇混合後向其內加入酸性溶液，形成混合溶液A，接著，在該混合溶液A中加入由去離子水和無水乙醇形成的水醇混合溶液，攪拌均勻形成TiO2溶膠；接著，將矽前驅體正矽酸乙酯與無水乙醇混合後攪拌均勻後調節PH為2～3，隨後，加入蒸餾水，攪拌後靜置陳化，即得SiO2溶膠；再接著，將TiO2溶膠和SiO2溶膠混合後，將其採用噴塗或旋塗的方式成膜，真空乾燥，最後在300～500℃下熱處理1～6h，即得用於太陽能電池用增透及自清潔複合薄膜。本發明所製得的複合薄膜在提高電池對光的利用率的同時可以減少由於戶外使用太陽能電池的清洗及維護費用，有助於推進太陽能電池的產業化進程。
文檔編號B01J21/08GK101980379SQ20101029309
公開日2011年2月23日 申請日期2010年9月27日 優先權日2010年9月27日
發明者劉文秀 申請人:彩虹集團公司