[发明专利]用于光学透明基板的抗反射涂层

说明书

相关申请

本申请主张享有根据美国法典35U.S.C§119(e)条具有的、2009年6月10日提交的、临时申请序列号为：61/268231、标题为“ANTI-REFLECTIVE COATINGS FOR SOLAR MODULE GLASS AND SOLAR CELLS AND LENS(用于太阳能模块玻璃和太阳能电池和透镜的抗反射涂层)”的利益。该申请全文在此以引用方式引入。

技术领域

本申请一般涉及用于光学透明元件的抗反射涂层，且更具体地涉及用于在光电电池应用中使用的玻璃盖板的抗反射涂层。

背景技术

抗反射(AR)涂层被应用于包括光电(PV)模块制造的数种工业中，以降低当光穿过光学透明元件如玻璃时入射光的反射率。AR涂层的目标是折射率尽可能接近1.23以使宽波长带的光的透射最大化。

一层或多层低折射率涂层能够提高宽波长范围和宽范围的入射角度下的透射率。这些涂层可以以溶胶-凝胶材料形式沉积(在大气压力下或非真空下)形成，并且是高度成本有效的。已经有报道，可以由二氧化硅溶胶-凝胶通过常规涂覆技术施涂在玻璃盖板上而形成的这些薄的抗反射涂层，使光谱中可见光波段的阳光透射率提高了百分之二到百分之三。这样的溶胶-凝胶已经由数种机理形成，包括通过烷氧基硅烷的水解/缩合反应。参见，例如，G.Wu等，“A novel route to control refractive index of sol-gel derived nanoporous films used as broadband antireflective coatings(控制用作宽带抗反射涂层的溶胶-凝胶衍生纳米多孔膜的折射率的新方法)”，Materials Scinece and Engineering(材料科学与工程)B78(2000)，第135-139页。不管怎样，由二氧化硅涂层形成的AR涂层将受益于提高的硬度、粘合性、贮藏寿命和/或工艺效率。

发明内容

这里公开的实施方案涉及AR涂层和涂层溶液，光敏元件如应用AR涂层的光电模块，和用于制备AR涂层和涂层溶液的改进工艺。

第一个实例提供了一个光学透明元件，其包括光学透明基板；和设置在光学透明基板的至少一个表面上的抗反射涂层，该抗反射涂层包含聚合物，该聚合物包含至少一个四烷氧基硅烷残基；和选自由三烷氧基硅烷，二烷氧基硅烷，单烷氧基硅烷及其组合构成的组中的至少一个第二种烷氧基硅烷残基，其中该聚合物相对于聚合物的总摩尔量含有至少50％摩尔百分含量的该至少一个四烷氧基硅烷残基，且该涂层含有平均尺寸不大于100nm的的聚合物粒子。

第二实例提供了权利要求1的光学透明元件，其中所述至少一个烷氧基硅烷残基是四乙氧基硅烷。第三实例提供了如实例1-2任何一项的光学透明元件，其中该第二种烷氧基硅烷残基选自由甲基三乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷构成的组。第四实例提供了如实例1-3任何一项的光学透明元件，其中该至少一个四烷氧基硅烷残基是四乙氧基硅烷且该第二种烷氧基硅烷是甲基三乙氧基硅烷。

第五实例提供了如实例四的光学透明元件，进一步包含乙烯基三乙氧基硅烷残基。第六实例提供了如实例1-5任何一项的光学透明元件，其中聚合物基本由四乙氧基硅烷残基和甲基三乙氧基硅烷残基组成且具有15到100nm的平均粒子尺寸。第七实例提供了如实例1-6任何一项的光学透明元件，其中该聚合物进一步含有金属醇盐残基。

第八实例提供了如实例1-7任何一项的光学透明元件，其中该聚合物进一步含有异丙氧基钛残基。第九实例提供了如实例1-8任何一项的光学透明元件，其包含至少约20％摩尔百分含量的所述第二种烷氧基硅烷残基。第十实例提供了如实例1-9任何一项的光学透明元件，其包含约20％摩尔百分含量到40％摩尔百分含量的所述第二种烷氧基硅烷残基。

第十一实例提供了一种光电模块，其包括至少一层半导体层；设置在该至少一层半导体层上的光学透明层；和设置在该光学透明基板的至少一个表面上的抗反射涂层，该抗反射涂层包含聚合物，该聚合物包含至少一个四烷氧基硅烷残基；和选自由三烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷、单烷氧基硅烷及其组合构成的组中的至少一个第二种烷氧基硅烷残基，其中该聚合物含有相对于聚合物的总摩尔量至少50％摩尔百分比的该至少一个四烷氧基硅烷残基，且该涂层含有平均尺寸不大于100nm的聚合物粒子。

第十二实例提供了如实例11的光电模块，其中该至少一个四烷氧基硅烷是四乙氧基硅烷和该第二种烷氧基硅烷残基选自由甲基三乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷及其组合构成的组。