一種具有高反射率的涂膜玻璃及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示一種具有高反射率的涂膜玻璃及其制備方法。本發(fā)明提供一種具有高反射率的涂膜玻璃，其包含：玻璃基板；及形成于所述玻璃基板上的高反射膜層，其中所述高反射膜層包含無機(jī)成膜材料、粘結(jié)劑及溶劑。本發(fā)明亦提供一種制備表面涂有高反射膜層的玻璃的方法，其特征在于包括如下步驟：①涂膜液制備、②涂膜于玻璃、③固化經(jīng)涂膜的玻璃。與現(xiàn)有技術(shù)相比,該涂膜玻璃外觀呈現(xiàn)白色，具有優(yōu)異的反射性能、導(dǎo)熱性能、阻水性能、機(jī)械性能以及耐候性能，本發(fā)明整體工藝成本低廉，技術(shù)路線簡單，適合工業(yè)化大規(guī)模的應(yīng)用。
【專利說明】一種具有高反射率的涂膜玻璃及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)案有關(guān)一種具有高反射率的涂膜玻璃及其制備方法，該涂膜玻璃具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能、阻水性能、機(jī)械性能以及耐候性能，適合用于太陽能光伏領(lǐng)域，同時(shí)本發(fā)明也可以應(yīng)用在燈具等其它需要使用具有高反射率特性產(chǎn)品的領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，全球變暖以及環(huán)境問題越來越嚴(yán)重，對(duì)于清潔能源的需求更加迫切。由于太陽能利用具有取之不竭，干凈、無污染等特點(diǎn)，受到人們密切的關(guān)注，使用越來越廣。
[0003]現(xiàn)有的太陽能電池主要包含光伏玻璃、電池片、EVA、背板、接線盒和封裝材料。其中背板放置于太陽能電池的背面，對(duì)電池片起到支撐和保護(hù)作用。太陽能電池需要在戶外長期使用，因此要求背板能夠具有優(yōu)異的耐候性和阻水性。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中背板主要采用含氟聚合物制成，但是含氟材料在耐候性能、抗UV性能和防水方面仍有不足，且基于氟的背板材料機(jī)械強(qiáng)度較低，價(jià)格昂貴。目前對(duì)于含氟材料背板的研究已有很多，CN102301492A公布了一種在含氟材料中加入其它樹脂、粘結(jié)劑以及阻隔粒子的方法，改善了背板的耐熱性和耐候性，這種有機(jī)材料的抗老化性能和機(jī)械強(qiáng)度還是有所不足。
[0005]目前，利用玻璃取代傳統(tǒng)背板的方法逐漸受到人們的廣泛關(guān)注。玻璃具有優(yōu)異的阻水性能、耐候性能和較高的機(jī)械強(qiáng)度，能夠滿足戶外長期使用的需要。同時(shí)玻璃的導(dǎo)熱性能要優(yōu)于含氟背板，可以有效的將太陽能電池使用過程中產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去，避免電池片溫度過高導(dǎo)致發(fā)電效率降低。這種未經(jīng)過特殊處理的玻璃在可見光波段、近紅外波段透過率超過85%，從而降低了太陽光輻照的有效利用率。專利CN1834701A公布了一種濺射涂膜方法，可以在玻璃表面涂覆多層具有高反射率的銀膜和鋁膜，但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，不適宜與太陽能電池領(lǐng)域使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要針對(duì)上述現(xiàn)狀而提供了一種具有高反射率、高導(dǎo)熱性、高阻水性、高機(jī)械性能和高耐候性能的涂膜玻璃及其制備方法。
[0007]本發(fā)明提供一種具有高反射率的涂膜玻璃，其包含:玻璃基板；及形成于所述玻璃基板上的高反射膜層，其中所述高反射膜層包含無機(jī)成膜材料、粘結(jié)劑及溶劑。
[0008]本發(fā)明之目的在于提供一種玻璃表面高反射膜層的制備方法，其特征在于包括以下步驟:①涂膜液制備、②涂膜于玻璃及③固化涂膜的玻璃。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的制備所述的高反射涂膜玻璃的方法包括:I)提供玻璃基板；2)將包含無機(jī)成膜材料、粘結(jié)劑及溶劑的高反射涂膜組合物涂布所述玻璃基板的表面 '及3)對(duì)所述經(jīng)過涂膜后的玻璃基板進(jìn)行固化處理。
[0010]本發(fā)明制備方法中各步驟說明如下:
[0011]I制備涂膜液，將無機(jī)成膜材料，粘結(jié)劑，助劑和溶劑，按一定比例混合后在0°C?60°C的溫度下攪拌0.2h?48h，混合均勻后加入催化劑繼續(xù)攪拌0.2h?48h。以質(zhì)量計(jì)算，其主要成分含量如下:
[0012]無機(jī)成膜材料:3%?30% ；
[0013]粘結(jié)劑:3%?30%;
[0014]催化劑:0?1%;
[0015]助劑:0?20%;及
[0016]溶劑:20%?70%
[0017]2涂膜于玻璃，采用滾涂法、噴涂法、提拉法、狹縫法、旋涂法、印刷法、超聲波霧化法或其組合將①中制備的涂膜液均勻涂敷在玻璃表面。
[0018]3固化經(jīng)涂膜的玻璃，將涂膜后的玻璃在(TC?800°C溫度下固化處理30s?60h，得到高反射涂膜玻璃。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述無機(jī)成膜材料、粘結(jié)劑及溶劑是按一定比例混合，在約(TC至約60°C的溫度，較佳約15°C至約50°C，更佳約25°C至約40°C的溫度內(nèi)攪拌約
0.2小時(shí)至約48小時(shí)，較佳約3小時(shí)至約20小時(shí)，更佳約5小時(shí)至約10小時(shí)(依選擇的溫度決定)，混合均勻后，再加入催化劑、助劑繼續(xù)攪拌約0.2小時(shí)至約48小時(shí)，較佳約5小時(shí)至約25小時(shí)，更佳約10小時(shí)至約20小時(shí)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述高反射膜層為無機(jī)陶瓷材料或無機(jī)-有機(jī)雜化/復(fù)合材料
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述經(jīng)過涂膜后的玻璃基板是在約0°C至約800°C的溫度，較佳約150°C至約500°C的溫度，較佳約200°C至約450°C的溫度下固化處理約30秒至約60小時(shí)，較佳約2分鐘至I小時(shí)，更佳約2分鐘至約0.5小時(shí)(依選擇的溫度決定)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述玻璃基板可為本項(xiàng)技術(shù)所理解的物質(zhì),例如包含但不限于平板玻璃及壓延玻璃。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述玻璃基板可視需要經(jīng)過鋼化處理、半鋼化處理、鋼化熱處理、半鋼化熱處理、物理鋼化處理或物理半鋼化處理，或不經(jīng)過前述鋼化處理。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述的玻璃基板的厚度為至少約0.2毫米。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述經(jīng)過涂膜后的玻璃基板的高反射涂膜厚度為約
0.2微米至約200微米。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述的高反射涂膜為白色。
[0027]上述①中所述的無機(jī)成膜材料為Si02、Zr02、BaS04、Al203、CaC03、CaS04、Zn0、Pb304、Sb2O3> Fe203> Fe3O4, MgO、MgCO3、鋅鋇白、云母、鉛白、滑石粉、鈦白粉中的一種或幾種的混合物，顆粒粒徑約0.001微米?50微米，較佳為約0.1微米至約5微米，更較佳為約0.2微米至約3微米。所述無機(jī)成膜材料的含量，以涂膜總重量計(jì)，為約3%至約30%，較佳為約4%至約20%，更較佳為約10%至約18%。
[0028]粘結(jié)劑包含以下列舉出的物質(zhì)，但不僅限于以下物質(zhì):以醇鹽(如Ti (OR)4,
Si(OR)4等)、有機(jī)鹽(如Pb (CH3COO)2等)、無機(jī)鹽(如Zn (NO3)2、氧氯化鋯等)、金屬有機(jī)化合物為原料生成的膠體或有機(jī)聚合物(如酚醛樹脂、脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-乙酯乙烯酯、聚氨酯、丙烯酸酯、聚苯乙烯類、醇酸樹脂、聚異氰酸酯、丙烯酸雙酯、硅烷類、聚苯并咪唑、聚酰亞胺、丁基橡膠等)及其混合物等。所述粘著劑的含量，以涂膜總重量計(jì)，為約3%至約30%，較佳為約4%至約20%，更較佳為約10%至約18%。
[0029]視需要，本發(fā)明的高反射涂膜，可包含一種或一種以上的下列添加劑:催化劑及助劑。助劑可為如乳化劑、分散劑、阻聚劑、流變劑、防沉劑、催干劑、防結(jié)皮劑、防縮劑、抗刮傷劑、抗氧化劑、潤滑劑、脫模劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗靜電劑、耐磨劑、增稠劑、消泡劑及其混合物。催化劑為無機(jī)酸、有機(jī)酸、堿類、酸式鹽、堿式鹽、有機(jī)銨鹽中的一種或幾種的混合物。
[0030]若添加，所述催化劑的含量，以涂膜總重量計(jì)，為約0.001%至約1%，較佳為0.3%至約0.8%，更較佳為約0.4%至約0.7%。若添加，所述助劑的含量，以涂膜總重量計(jì)，為約
0.001%至約20%，較佳為約1%至約18%，更較佳為約5%至約16%。
[0031 ] 溶劑為水、石油溶劑、苯系溶劑、萜烯類溶劑、醇類溶劑、醚類溶劑、酮類溶劑、酯類溶劑、氯代烴類溶劑、硝基烴類溶劑或者胺類溶劑中的一種或幾種的混合物。所述溶劑的含量，以涂膜總重量計(jì)，為約20%至約70%，較佳為約25%至約65%，更較佳為約35%至約50%。
[0032]本發(fā)明的高反射涂膜玻璃反射率高，具有很好的耐水性、機(jī)械性能和耐候性能,能夠滿足光伏電池長期戶外使用的要求，且工藝簡單，成本較低，與現(xiàn)有的背板相比具有明顯優(yōu)勢。
[0033]此外，本發(fā)明亦提供一種太陽能電池組件，其包含:前側(cè)玻璃基板；前述的高反射層涂膜玻璃作為背側(cè)保護(hù)材料；及密封于所述前側(cè)玻璃基板和所述高反射層涂膜玻璃之間的光伏電池。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,本發(fā)明的太陽能電池組件可包含熱塑性材料,例如但不限于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，填充于前側(cè)玻璃與光伏電池間，及光伏電池與背側(cè)高反射層涂膜玻璃間。
[0035]雖然根據(jù)以上所述，本發(fā)明的太陽能電池組件具有以上所述結(jié)構(gòu)，但其僅為例示，本發(fā)明并不限于此種結(jié)構(gòu)。
[0036]除了包括本發(fā)明的實(shí)施例的高反射層涂膜玻璃外，可以利用本領(lǐng)域已知的方式制備所述的太陽能電池組件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1所示者為高反射率涂膜玻璃與含氟背板反射率對(duì)比圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038]于本文中，除非特別限定，單數(shù)形之用語(例如「一」)亦包括其復(fù)數(shù)形。本文中任何及所有實(shí)施例及例示性用語(如「例如」)目的僅為了更加突顯本發(fā)明，并非針對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，本案說明書中的用語不應(yīng)被視為暗示任何未請(qǐng)求的組件可構(gòu)成實(shí)施本發(fā)明時(shí)的必要組件。
[0039]實(shí)施案例1:
[0040]涂膜液配比如下，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì):
[0041]無機(jī)成膜材料:
[0042]S12 (粒徑:0.5微米~2微米)12%
[0043]鈦白粉(粒徑:1微米~5微米)8%
[0044]粘結(jié)劑:
[0045]硅烷偶聯(lián)劑KH5608%
[0046]丙烯酸酯7%
[0047]助劑:
[0048]抗氧化劑3%
[0049]光穩(wěn)定劑2%
[0050]消泡劑2%
[0051]催化劑:
[0052]HCl0.5%
[0053]溶劑:
[0054]水20%
[0055]乙醇30%
[0056]乙酸乙酯7.5%
[0057]將無機(jī)成膜材料、粘結(jié)劑、助劑和溶劑按上述比例混合，在40°C下攪拌3h后，加入催化劑后繼續(xù)攪拌16h后待用。
[0058]利用噴涂法將涂膜液均勻噴涂在玻璃表面，150°C下烘烤20min，即得到具有高反射率的涂膜玻璃。
[0059]如附圖1所示，利用Lamda950測量其反射率,所述高反射膜層在380nm~780nm范圍內(nèi)之可見光波段的平均反射率大于85%，在300nm~1200nm波段的平均反射率大于75%。尤其是，300nm~1200nm的平均反射率為84.3%, 380nm~780nm的可見光平均反射率為95.65%,明顯高于含氟背板材料。
[0060]實(shí)施案例2:
[0061]涂膜液配比如下，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì):
[0062]無機(jī)成膜主材料:
[0063]

【權(quán)利要求】
1.一種表面涂有高反射膜層的玻璃，其特點(diǎn)是包含:玻璃基板；及形成于所述玻璃基板上的高反射膜層，其中所述高反射膜層包含無機(jī)成膜材料、粘結(jié)劑及溶劑。
2.如權(quán)利要求1所述的表面涂有高反射膜層的玻璃，其特點(diǎn)是:所述高反射膜層為無機(jī)陶瓷材料或無機(jī)-有機(jī)雜化/復(fù)合材料。
3.如權(quán)利要求1所述的表面涂有高反射膜層的玻璃，其特點(diǎn)是:所述高反射膜層在可見光波段(380nm~780nm)的平均反射率≥85%，在300nm~1200nm波段的平均反射率^ 75%。
4.如權(quán)利要求1所述的表面涂有高反射膜層的玻璃，其特點(diǎn)是:所述高反射膜層的厚度為0.2微米~200微米。
5.如權(quán)利要求1所述的表面涂有高反射膜層的玻璃，其特點(diǎn)是:所述高反射膜層為白色。
6.如權(quán)利要求1所述的表面涂有高反射膜層的玻璃，其特點(diǎn)是:所述的玻璃基板為平板玻璃或壓延玻璃。
7.如權(quán)利要求1所述的表面涂有高反射膜層的玻璃，其特點(diǎn)是:所述玻璃可以經(jīng)過鋼化熱處理或半鋼化熱處理。
8.如權(quán)利要求6所述的表面涂有高反射膜層的玻璃，其特點(diǎn)是:所述平板玻璃或壓延玻璃的厚度至少為 0.2毫米。
9.如權(quán)利要求1所述的表面涂有高反射膜層的玻璃，其特點(diǎn)是:所述的涂膜玻璃具有高機(jī)械性能，優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，阻水性能以及耐候性能。
10.一種制備如權(quán)利要求1所述的表面涂有高反射膜層的玻璃的方法，其特點(diǎn)包括如下步驟:①涂膜液制備、②涂膜于玻璃及③固化涂膜的玻璃。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述的涂膜液，以質(zhì)量計(jì)，其主要成分含量如下: 無機(jī)成膜材料:3%~30% ； 粘結(jié)劑:3%~30% ； 催化劑:0~1% ； 助劑:0~20% ;及 溶劑:20%~70%
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述的涂膜液涂膜方法為:滾涂法、噴涂法、提拉法、狹縫法、旋涂法、印刷法、超聲波霧化法或其組合。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述的無機(jī)成膜材料為:Si02、Zr02、BaS04、Al203、CaCO3、CaSO4、ZnO、Pb3O4、Sb2O3、Fe2O3、Fe3O4、MgO、MgCO3、鋅鋇白、云母、鉛白、滑石粉、鈦白粉中的一種或幾種的混合物。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述的無機(jī)成膜材料的粒徑為0.001微米~50微米。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述的粘結(jié)劑包括: (1)以醇鹽(如Ti (OR)4, Si (OR)4 等)、有機(jī)鹽(如 Pb(CH3C00)2 等)、無機(jī)鹽(如 Zn (NO3) 2、氧氯化鋯等)、金屬有機(jī)化合物為原料生成的膠體；或 (2)有機(jī)聚合物，可舉例如酚醛樹脂、脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-乙酯乙烯酯、丙烯酸酯、聚苯乙烯類、醇酸樹脂、聚氨酯、聚異氰酸酯、丙烯酸雙酯、硅烷類、聚苯并咪唑、聚酰亞胺、丁基橡膠等。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述的催化劑為:無機(jī)酸、有機(jī)酸、堿類、酸式鹽、堿式鹽、有機(jī)銨鹽中的一種或幾種的混合物。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述的助劑為:乳化劑、分散劑、阻聚劑、流變劑、防沉劑、催干劑、防結(jié)皮劑、防縮劑、抗劃傷劑、抗氧化劑、潤滑劑、脫模劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗靜電劑、耐磨劑、增稠劑和消泡劑中的一種或幾種的混合物。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述的溶劑為:水、石油溶劑、苯系溶劑、萜烯類溶劑、醇類溶劑、醚類溶劑、酮類溶劑、酯類溶劑、氯代烴類溶劑、硝基烴類溶劑或者胺類溶劑中的一種或幾種的混合物。
19.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述的固化工藝是:固化溫度0°C~800°C，固化時(shí)間30s~60h。
20.一種太陽能電池組件，其包含: 前側(cè)玻璃基板； 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的涂有高反射膜層的玻璃 '及 密封于所述前側(cè)玻 璃基板及所述的涂有高反射膜層的玻璃之間的光伏電池。
【文檔編號(hào)】B32B17/06GK104070734SQ201410120961
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月27日
【發(fā)明者】林金錫, 林金漢, 陳玲, 王國祥, 倪志龍 申請(qǐng)人:常州亞瑪頓股份有限公司