減反射膜的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于非金屬納米材料領域，特別涉及一種以單分散球形S12粉體作為硬模板，分散到酸性S12S膠中，通過在玻璃基片上鍍膜制得具有仿生凸起結構S12減反射膜。
【背景技術】
[0002]仿生凸起結構因其獨特的結構，具有許多獨特的功能，充分了解其結構特征和生命功能，設計和制備與其結構和功能相似的功能能膜，甚至開發(fā)出具有與生物膜不同性能的功能膜材料，在現(xiàn)階段，要實現(xiàn)人工完全復制生物膜的目標尚未現(xiàn)實。然而，可以通過對天然生物膜進行研究，充分了解其結構特征和生命功能，設計和制備與其結構和功能相似的功能膜，甚至開發(fā)出具有與生物膜不同性能的膜材料。
[0003]仿生結構的研究，概括起來講，就是在充分了解和認識生物膜組成物質的結構和功能的基礎上，構筑具有相似結構和功能的仿生膜材料。近些年來，人們已經(jīng)逐漸認識到仿生結構的價值，于是各種具有特殊性能的仿生結構材料應運而生，仿生結構的化學合成也因此得到了快速的發(fā)展。隨著研究的深入，仿生結構的合成機理將會被科學工作者們從越來越多的方面進行揭示，仿生結構的合成技術也會更加成熟，仿生結構的前景不可限量。
[0004]目前，人們已經(jīng)將仿生結構應用在各種功能膜上，但是制備具有仿生凸起結構的S12減反射膜尚未見報道，利用本專利發(fā)明方法可以制備出具有具有仿生凸起結構5102減反射膜，解決了酸性溶膠制備的S12減反射膜的高強度低透過率的問題，仿生凸起結構在保留減反膜高強度性的同時提高薄膜的對太陽光的透過率，是一種可靠有效的制備應用于太陽電池的減反射膜的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種具有仿生凸起結構Si02減反射膜的制備方法，利用仿生凸起的特殊結構改善3102減反射膜的性能，在保持膜層強度的基礎上，增加太陽光透過率，且仿生凸起結構可以提高膜層的防污自潔能力。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:一種具有仿生凸起結構Si02減反射膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)配制酸性S12溶膠、水、醇混合溶液，其中二氧化硅、水、醇的摩爾比為:(0.5-2.0):(2.0-15): (100~400)，在攪拌的條件下，用濃鹽酸調節(jié)其體系pH值至0.5-3之間，攪拌均化，隨后緩慢滴入硅酸酯，攪拌均化，靜置陳化8-10天形成溶膠；
2)制備粒徑可控單分散球形納米S12粉體，首先配制濃度為0.01mol/L~0.1Omol/L的羧酸鹽溶液，水/油浴95°C恒溫加熱攪拌，加入陽離子表面活性劑，攪拌均化0.5~3h后，逐滴滴入硅酸酯，其中羧酸鹽、陽離子表面活性劑與硅酸酯的摩爾比為(0.01-0.10):(0.02-0.20): (0.01-0.2),
繼續(xù)水/油浴95°C恒溫加熱攪拌16~24h，對樣品進行離心超聲洗滌，醇洗3~5次，水洗2-4次，真空干燥，即得到粒徑可控單分散球形納米S12粉體； 將上述單分散球形納米S12粉體作為硬模板加入酸性的S12溶膠，混合后鍍膜液的固含量范圍在3~8%，其中單分散球形二氧化硅的顆粒尺寸范圍為30~200nm ;
3)將玻璃基片進行處理使其清潔，用所得溶膠在玻璃基片上鍍膜，于70~150°C干燥5~40min ；
4)將干燥后的玻璃基片升溫至300~500°C進行熱處理，保溫時間0.1-0.3h，即得到具有仿生凸起結構的S12減反射膜。
[0007]步驟⑴中所述硅酸酯為易水解的正硅酸四乙酯、正硅酸甲酯或二甲基二乙氧基硅烷，所述醇為可以與水任意比例混合互溶的甲醇、乙醇、丙醇或異丙醇。
[0008]步驟⑵中陽離子表面活性劑為季銨鹽陽離子表面活性劑。
[0009]步驟⑵中所述硅酸酯為易水解的正硅酸四乙酯、正硅酸甲酯或二甲基二乙氧基硅烷。
[0010]步驟(5)中所得溶膠在玻璃基片上進行鍍膜的方法包括旋涂、提拉、刮涂及滾涂。
[0011]有益效果:本發(fā)明制備具有仿生凸起結構3102減反射膜，在鍍膜液系體系中，酸性溶膠的二氧化硅溶膠具有S1-O-Si網(wǎng)狀結構，S12膠粒結構密實，具有較好的強度，但是不利于太陽光透過，故其透過率較低。通過添加單分散球形3102粉體作為硬模板，制備具有仿生凸起結構，可以改善S12膠粒結構密實的程度，在保持膜層強度的基礎上，增加太陽光透過率，且仿生凸起結構可以提高膜層的防污自潔能力。方法簡單，條件溫和，產(chǎn)品的物化穩(wěn)定性高，提高改善S12減反射膜的產(chǎn)品性能，進而提高了太陽能電池的轉化效率，對普及太陽能電池的廣泛應用起到了一定的推動作用。
【附圖說明】
[0012]圖1為實施例一中單分散球形S12粉體的SEM圖；
圖2為實施例一中具有仿生凸起結構的3102減反膜的SEM圖；
圖3為實施例一中不同鍍膜液制得減反膜通過率曲線圖；
圖4為實施例二中單分散球形S12粉體的SEM圖；
圖5為實施例二中具有仿生凸起結構的3102減反膜的SEM圖；
圖6為實施例二中不同鍍膜液制得減反膜通過率曲線圖；
圖7為實施例三中單分散球形S12粉體的SEM圖；
圖8為實施例三中具有仿生凸起結構的3丨02減反膜的SEM圖；
圖9為實施例三中不同鍍膜液制得減反膜通過率曲線圖。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
首先，將1.2mL的去離子水和90mL乙醇均勻混合，用濃鹽酸調節(jié)混合液的pH值至2.0，在以300r/min的速度攪拌下，逐滴加入12mL的TE0S，TE0S與H2O發(fā)生水解縮合反應，但是這種反應速率很慢，本實施例加入濃鹽酸可以增加水解反應速率，繼續(xù)攪拌均化6h，靜置陳化4~6天。
[0014]將三水合乙酸鈉溶解在水中，配成0.021mol/L水溶液，在85°C油浴恒溫加熱攪拌的條件下，加入3.2g十六燒基三甲基溴化錢，繼續(xù)恒溫加熱攪拌均化2h，以1.5mL/min的速度滴加硅酸酯5mL，繼續(xù)油浴85°C恒溫加熱攪拌24h，然后對樣品進行離心超聲洗滌，醇洗3次，水洗2次，真空干燥，即得到粒徑可控單分散球形納米S12粉體，如圖1所示。
[0015]然后稱取0.5g以上步驟中制得S12粉體與50ml的S1 2酸性溶膠充分混合均勻后，得到溶膠固含量為4%，在潔凈的玻璃基片上鍍膜，將鍍膜后的玻璃基片在70°C干燥。最后，將鍍膜后的玻片放入電阻爐中，先升溫至200°C保溫30min，然后以5°C /min的速度升溫至500°C，保溫20min，再此條件下燒結，即得到具有仿生凸起結構的3102減反射膜，其微觀形貌如圖2所示。利用BTG-3型可見光透射率測試儀測得鍍膜后玻璃的透過率為93.5%，酸性溶膠制得減反膜的透過率為92.0%，載玻片原片透過率為9.08%，利用