[发明专利]高度耐用的减反射涂层

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请与2012年8月31日提交的美国临时专利申请序号No. 61/695,822和2012年11月21日提交的美国临时专利申请序号No. 61/729,057有关，它们的公开内容全文特此引用并入本文。

发明领域

本公开大体上涉及用于太阳能或光伏（PV）电池的减反射(AR)涂层，更特别涉及具有增密剂（densifier）的AR涂层以改进该AR涂层的耐久性。

相关技术描述

在太阳能电池或PV电池、模块和系统的制造中使用AR涂层降低经过光学透明元件，如玻璃基底的入射光的反射分数和提高其透射分数。因此，更多的发电光子进入太阳能电池。使该涂层的折射率(RI)与基底相比最小化可以在宽的光波长范围和宽的入射角范围内降低反射分数。例如，可以将典型玻璃基底上的AR涂层设计成具有大约1.15至大约1.3的RI。

尽管AR涂层可改进光透过太阳能电池的透射率，但AR涂层不能承受伴随长期户外使用而来的环境侵袭，如暴露在紫外线（UV）、雨水、潮湿、碎片（例如冰雹）和温度波动下。因此，AR涂层可获益于改进的耐久性。

发明概述

本公开提供了具有改进的耐久性的化学改性的AR涂层。该AR涂层可以是包括有机或无机磷(P)基化合物、硼(B)基化合物、锑(Sb)基化合物、铋(Bi)基化合物、铅(Pb)基化合物、砷(As)基化合物或其组合的形式的增密剂的烷氧基硅氧烷基材料。该增密剂的至少一种残基（residues）可以化学和/或物理并入该聚合烷氧基硅氧烷基材料中。

根据本公开的一个实施方案，提供包括溶剂和聚合物的减反射涂料溶液。所述聚合物包括许多Si-O-Si键合和至少一种经由Si-O-X键合化学并入所述聚合物中的增密元素（densifying element），其中X是所述至少一种增密元素，所述至少一种增密元素包括选自磷、硼、锑、铋、铅、砷及其组合的至少一种元素。

根据本公开的另一实施方案，提供了制造减反射涂料溶液的方法。该方法包括：形成至少一种烷氧基硅烷前体材料和碱催化剂在溶剂中的溶液；使所述至少一种烷氧基硅烷前体材料在碱催化剂存在下反应以形成在所述溶剂中的聚合物基质；降低所述聚合溶液的pH；和将增密剂添加到所述溶剂中，所述增密剂包括主要增密元素，所述增密剂的主要增密元素并入聚合物基质中。在某些实施方案中，所述添加步骤在所述反应步骤和所述降低步骤后进行。在另一些实施方案中，所述添加步骤在所述反应步骤前进行。该方法进一步包括通过将所述溶液分配到光学透明基底上并固化所述溶液以在光学透明基底上形成减反射涂层来制造光学透明元件。

根据本公开的再一实施方案，提供包括光学透明基底和位于光学透明基底的至少一个表面上的减反射涂层的光学透明元件。所述减反射涂层包括聚合物，且所述聚合物包括许多Si-O-Si键合和至少一种经由Si-O-X键合化学并入所述聚合物中的增密元素，其中X是所述至少一种增密元素，所述至少一种增密元素包括选自磷、硼、锑、铋、铅、砷及其组合的至少一种元素。

附图简述

参照联系附图作出的本发明的实施方案的下列描述更容易看出本公开的上述和其它特征和优点及其实现方式，并可以更好地理解本发明本身，其中：

图1是包括本公开的示例性AR涂层的太阳能电池模块的示意图；

图2是图解制造AR涂层的方法的流程图；

图3是本公开的示例性AR涂料溶液的一部分聚合物分子，圈出某些烷氧基硅烷残基；

图4是用于测试AR涂层的盐沸腾试验装置的示意图；且

图5和6是实验傅里叶变换红外光谱学（FTIR）光谱。

在这几个视图中，相应的标号是指相应的部件。本文中给出的范例举例说明本发明的示例性实施方案，这些范例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。

详述