[发明专利]镀有三层增透膜的太阳能电池封装玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于镀有增透膜的太阳能电池封装玻璃及其制备技术领域，具体涉及一种镀有三层增透膜的太阳能电池封装玻璃及其制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种把光能转化为电能的光学元件，太阳能电池封装玻璃是光学元件的主要组件，其透过率的高低直接影响着光电转化效率。为了提高太阳能电池的光电转化效率，应尽可能的减少太阳能电池封装玻璃表面光的反射，增加光的透过。由于在封装玻璃上镀制增透膜的技术措施可以有效的减少光的损失，因而被广泛应用于其中。另外，在实际应用中，太阳能电池需要在条件相对恶劣的环境下使用，因此这类光学部件对增透膜的耐环境损伤性能提出了很高的要求。

太阳能电池所用的封装玻璃的增透膜必须在可见光区具有较高的透过率，其上镀制的薄膜除了要具有较好的化学稳定性和耐摩擦性，还要兼顾到制备工艺简单，尽可能的降低成本。目前，常用的增透膜的镀膜材料主要有SiO₂、TiO₂、ZnS、ZrO₂、Si₃N₄和Ta₂O₅等。而较早使用的增透膜是碱催化的单层SiO₂增透膜，这种增透膜在单一波长处的透过率能够达到100％，但是这种增透膜孔隙率大、表面能高，容易吸附周围环境中的悬浮物，使用一段时间后，透过率会明显下降。并且这种增透膜还具有机械性能差，使用寿命短等缺陷，从而大大限制了它的实际应用。酸催化制备的SiO₂因是链状结构，所制备的膜层虽堆积紧密，链与链之间的作用力强，在基体上具有很强的附着力，膜层的耐摩擦性也极强，且制备工艺简单，性能稳定。但是这种SiO₂薄膜的孔隙率低，折射率高，膜层的增透性差，最大峰值透过率仅仅在94％左右。

中国专利申请201020146388.3公开了一种双层增透膜太阳能电池封装玻璃，其是用二氧化钛薄膜作为双层膜的内层膜，用酸催化的二氧化硅薄膜作为外层膜。这种增透膜太阳能电池封装玻璃的耐摩擦、耐候性都得到很大的提高，同时兼具较强的疏水性。然而，这种双层增透膜仅对单一波长具有较好的增透性，不能覆盖整个可见光区，这使得太阳能在可见光区的利用率受到很大的限制。

发明内容

本发明的目的是针对现有太阳能电池封装玻璃存在的缺陷，提供一种在整个可见光区具有较高透过率的镀有三层增透膜的太阳能电池封装玻璃，同时这种玻璃还具有较高的耐摩擦性、耐候性、高寿命和疏水性。

本发明的另一目的是提供一种上述镀有三层增透膜的太阳能电池封装玻璃的制备方法。

本发明提供的镀有三层增透膜的太阳能电池封装玻璃，其特征在于该封装玻璃是在普通玻璃的两外表面上从里向外依次叠加镀有三层增透光学薄膜，第一层是折射率为1.58-1.85的SiO₂与TiO₂或ZrO₂或Ta₂O₅的复合薄膜，第二层是折射率为1.91-2.52的TiO₂或ZrO₂或Ta₂O₅薄膜，第三层是折射率为1.43-1.45的SiO₂薄膜，且该封装玻璃在可见光区的平均透过率为98％以上；在耐摩擦试验机上摩擦3000次后，其透过率降低幅度＜1％。

上述太阳能电池封装玻璃上镀有的第一层复合薄膜的厚度为42.6-109.8nm。

上述太阳能电池封装玻璃上镀有的第二层薄膜的厚度为105.4-139.7nm。

上述太阳能电池封装玻璃上镀有的第三层薄膜的厚度为81.2-109.1nm。

本发明提供的上述镀有三层增透膜的太阳能电池封装玻璃的制备方法，该方法的工艺步骤和条件如下：

1)以无机酸为催化剂，分别以正硅酸乙酯、钛酸丁酯或氧氯化锆或五乙氧基钽为前驱体，采用常规的溶胶-凝胶法制备稳定的SiO₂、TiO₂、ZrO₂和Ta₂O₅溶胶；

2)将部分SiO₂与部分TiO₂溶胶或部分ZrO₂溶胶或部分Ta₂O₅溶胶按质量比0.8～1.4∶1混合、陈化、过滤制得复合溶胶，备用；