寬波段疏水型太陽(yáng)能增透膜的制備與研究.pdf

1、減反射膜廣泛的應(yīng)用于建筑玻璃、光學(xué)儀器以及太陽(yáng)能光電光熱轉(zhuǎn)換器件等領(lǐng)域。對(duì)于太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域，減反射膜的應(yīng)用有利于增加光的入射量，提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率，順應(yīng)當(dāng)今新能源的戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，具有非常好的應(yīng)用價(jià)值。
　　本課題利用TFCcal膜系設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出SiO2/TiO2/SiO2-TiO2寬波段減反射膜，采用溶膠-凝膠法系統(tǒng)的研究了醇硅摩爾比、水硅摩爾比、催化劑種類和陳化時(shí)間對(duì)SiO2溶膠粒度、粘度、穩(wěn)定性以及薄膜透過(guò)率和折射率的影

2、響。在堿催化SiO2溶膠研究基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了膜層疏水方案，同時(shí)研究了TiO2含量對(duì)中間層SiO2-TiO2復(fù)合薄膜折射率影響以及三層膜制備工藝。利用粘度計(jì)、粒度儀測(cè)試溶膠性能，采用UV-vis、橢偏儀、AFM、SEM、傅立葉紅外光譜、鉛筆硬度計(jì)對(duì)薄膜樣品進(jìn)行表征，研究薄膜透過(guò)率、膜層厚度和折射率匹配問題、薄膜表面形貌、疏水性能以及機(jī)械性能。
　　結(jié)果表明，當(dāng)TFCcal設(shè)計(jì)的SiO2/TiO2/SiO2-TiO2三層膜厚度分別為95.

3、5、125.0、80.9 nm，折射率分別1.44、2.2、1.70時(shí)在300～800 nm波段平均透過(guò)率為98％。SiO2溶膠基礎(chǔ)研究表明，當(dāng)醇硅摩爾比為20：1、水硅摩爾比為4：1時(shí)，在酸性催化條件下溶膠性能最穩(wěn)定，制備的薄膜最高透過(guò)率為95.4%，薄膜折射率為1.44，薄膜耐摩擦性能強(qiáng)；在堿性條件下膜層孔隙率大，薄膜最高透過(guò)率Tmax=98.7%，但耐摩擦性能差且折射率低于1.44。疏水改性方案表明，以甲基三乙氧基硅烷疏水改性堿催

4、化SiO2溶膠，經(jīng)鍍膜熱處理后薄膜與水的接觸角高達(dá)131.5°，而六甲基二硅氮烷改性酸催化制備的SiO2薄膜，經(jīng)熱處理后薄膜與水接觸角為107.5°，在滿足薄膜機(jī)械強(qiáng)度和膜層折射率匹配的前提下前者疏水方案優(yōu)于后者。當(dāng)TiO2含量為44.65%時(shí)，400℃熱處理下的TiO2-SiO2復(fù)合膜折射率為1.70，達(dá)到TFCcal設(shè)計(jì)中對(duì)TiO2-SiO2層折射率所要求值。
　　本文綜合膜層中TiO2溶膠、SiO2-TiO2復(fù)合溶膠以及Si