溶胶凝胶法制备光伏增透膜的研究

【摘要】：增透膜是涂于物质表面的一种特殊膜层,用于减少表面的光学反射,达到增透效果。在新能源发展的时代,将其应用于光伏玻璃,能够增加其对阳光的透过率,从而提高晶硅太阳能电池组件的光电转换能力,具有重要的经济意义和社会意义。目前国内光伏涂膜玻璃行业处于刚刚起步的阶段,产业化能力较低,主要是受限于涂膜材料的制备及涂膜工艺的研究。 本文对采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备无机SiO2增透膜的过程进行了研究。首先,在实验室条件下使用自制浸渍提拉涂膜机,依次经过清洗、浸渍提拉涂膜、干燥、及热处理等步骤,在玻璃表面制得了纳米SiO2增透膜。一定的条件假设下,理论计算得出的最佳膜厚为130nm,实验室110nm左右时平均透过率最大；适宜的涂膜环境温度为25℃,相对湿度为60%左右,干燥温度为85℃。最终所得光伏涂膜玻璃产品的透过率可稳定提高2%左右。用粉末法对比了涂膜前后的耐酸、耐水性,结果显示涂膜后耐酸性和耐水性分别提高了7.95%,6.99%。其次,以正硅酸乙酯(TEOS)在碱催化下的水解和缩聚反应制备涂膜溶胶,通过对催化机理、加料方式、溶剂用量、陈化时间等因素的初步研究,最终以物料比TEOS:H2O:NH3:ETOH=1:2.8:0.0025:8,陈化60小时制得了均匀且增透效果较好的涂膜溶胶。 【关键词】：光伏 增透膜 溶胶凝胶 涂膜工艺
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TB383.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 前言10-13
• 1.1 课题背景及意义10-12
• 1.2 本课题研究目的和内容12-13
• 第二章 文献综述13-27
• 2.1 引言13
• 2.2 光电效应和太阳光谱13-16
• 2.2.1 半导体材料的光电效应13-14
• 2.2.2 太阳光谱14-15
• 2.2.3 太阳能电池的光谱响应曲线15-16
• 2.3 增透膜原理16-18
• 2.4 物质表面的成膜方法18-22
• 2.4.1 表面蚀刻成膜18-19
• 2.4.2 表面涂布成膜19-22
• 2.5 溶胶凝胶工艺简介22-26
• 2.5.1 溶胶凝胶原理22-24
• 2.5.2 溶胶凝胶涂膜方法24-26
• 2.6 本课题的思路与方法26-27
• 第三章 实验部分27-30
• 3.1 实验试剂与仪器27-28
• 3.2 实验过程28-30
• 第四章 涂膜工艺过程研究30-50
• 4.1 引言30
• 4.2 理想膜厚的理论分析30-33
• 4.3 玻璃基片的清洗33-36
• 4.3.1 玻璃表面分析33-35
• 4.3.2 清洗过程及结果35-36
• 4.4 涂膜36-45
• 4.4.1 实验过程与方法36-37
• 4.4.2 结果分析与讨论37-38
• 4.4.2.1 装置稳定性分析37
• 4.4.2.2 涂膜温度的影响37-38
• 4.4.4 涂膜湿度的影响38-40
• 4.4.5 提拉速度的影响40-45
• 4.5 干燥45-46
• 4.5.1 机理分析45
• 4.5.2 结果讨论45-46
• 4.6 热处理46-49
• 4.7 本章小结49-50
• 第五章 膜层耐腐蚀性研究50-56
• 5.1 玻璃耐腐蚀性研究目的和实验原理50
• 5.2 实验部分50-55
• 5.2.1 主要设备和装置50-51
• 5.2.2 实验准备51-52
• 5.2.3 实验操作52-53
• 5.2.4 实验结果53-55
• 5.3 本章小结55-56
• 第六章 溶胶制备过程的研究56-65
• 6.1 溶胶形成过程的机理分析56-58
• 6.1.1 水解反应机理56-57
• 6.1.2 聚合反应机理57-58
• 6.2 主要影响因素的研究58-64
• 6.2.1 催化剂58
• 6.2.2 加料方式58-59
• 6.2.3 水硅比59-60
• 6.2.4 溶剂用量60-62
• 6.2.5 陈化时间62-64
• 6.3 本章小结64-65
• 第七章 结论65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 附录71

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