本技術涉及材料及用于制備光伏玻璃用增透膜液的組合物、包含該組合物的光伏玻璃用增透膜液，以及利用該增透膜液制備光伏玻璃的方法，以及利用本技術的增透膜液和方法制備的光伏玻璃。

背景技術：

1、過去20年，光伏發(fā)電技術在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應用。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能光電轉換一般都是通過硅片對太陽能光譜的吸收實現(xiàn)的。光伏玻璃作為太陽能電池表面的保護層，是光伏組件的重要輔材之一，但是由于玻璃表面會反射一部分太陽光，導致電池的發(fā)電功率下降。在玻璃表面涂鍍一層增透膜是目前應用最廣泛的一種有效降低太陽光在光伏玻璃表面反射的手段，能夠提高到達晶硅電池表面的光通量，從而提高太陽能的利用率。

2、照射在地球上的太陽光線由7％的紫外線、39％的可見光和53％的近紅外線組成。近紅外區(qū)域又可分為短波近紅外(700-1100nm)和長波近紅外(1200-2500nm)。對于晶硅電池來說，380nm-1100nm波長范圍內(nèi)的太陽光可被有效吸收，轉換為電能；波長大于1100nm的入射光以熱輻射的形式照射到光伏組件上，導致組件工作溫度上升，不可避免地造成組件失效等問題。因此采用特定材料來選擇性地反射入射光，阻隔無效的紅外光，降低組件工作溫度。

3、此外，在戶外應用場景中，到達光伏組件的陽光量不可避免地因為灰塵、有機污垢、雨水、雪漬等環(huán)境因素而有所減少。因此，開發(fā)具有自清潔等附加性能的增透膜對于提高組件的發(fā)電效率至關重要。

技術實現(xiàn)思路

1、現(xiàn)有技術中已經(jīng)針對增透膜進行了一系列的研究。例如中國專利cn?101898870b記載了一種鍍膜液及其制備方法以及用其制造太陽能電池封裝玻璃的方法。在該文獻中，以鈦溶膠、硅溶膠、鋯溶膠、鋁溶膠、氟化物為主料制成鍍膜液，采用該鍍膜液在太陽能電池封裝玻璃表面形成增透膜在戶外長期暴露下，增透膜的附著力、硬度、耐鹽霧均會有不同程度的增加，可滿足太陽能產(chǎn)品在多種環(huán)境氣候下的使用要求。在中國專利申請cn108676393a中記載了一種增透鍍膜液的制備方法，該文獻記載的鍍膜液可形成二氧化鈦/二氧化釩的復合膜層，二氧化釩晶層可阻隔高能量的紅外光，二氧化鈦可提高膜層對可見光的透過率，從而增強透光特性的同時使膜層應用于玻璃時具有溫度調(diào)節(jié)能力。同時，該文獻中提及茶籽提取液對形成的膜層具有良好的清潔效果。在中國專利cn101805134b中提及了一種二氧化釩薄膜的鍍膜液和薄膜的制備方法及應用，該文獻的方案選用四價釩醇鹽為原料，制備出具有相變特性的摻雜或不摻雜的二氧化釩薄膜。所得到的薄膜具有獨特的表面微孔結構，在獲得較高的可見光透過率的同時，也保持了較強的紅外調(diào)控性能。在中國專利申請cn114213033a中記載了一種用于節(jié)能房的稀土基紅外阻隔型鍍膜玻璃，該鍍膜玻璃在玻璃基片的外表面加鍍紅外阻隔層，所述紅外阻隔材料為稀土基紅外阻隔材料納米分散液。所得玻璃鍍層可對光線實現(xiàn)選擇性屏蔽，紅外光區(qū)(800-2500nm)的光線平均透過率在5％以下，可見光區(qū)(400-800nm)透過率大于70％。在中國專利cn1962508b中記載了一種透明的高導電近紅外反射鍍膜玻璃及其制備方法，該文獻的技術方案以鋅鎵合金為靶材，采用磁控濺射法，在襯底上形成了不同鎵摻雜含量的氧化鋅薄膜，所得的近紅外反射鍍膜玻璃具有高透明、高導電、高紅外反射(近紅外透過率小于30％)的特點。在中國專利文獻cn114180852a中記載了一種光伏玻璃基高增透薄膜，該技術方案以光伏玻璃為襯底，采用磁控濺射法制備增透薄膜，由下而上依次為：第一nb2o5層、第二sio2層、第三nb2o5層和第四tio2層，在可見光波段，透光率較之同樣規(guī)格無鍍層玻璃提高6％。在中國專利文獻cn114772942a中記載一種光伏玻璃自清潔納米涂層及其加工方法，在該專利文獻的技術方案中采用有機無機交聯(lián)摻雜技術，摻雜導電元素中間體和光催化元素中間體，形成二氧化硅/二氧化鈦納米涂層，實現(xiàn)超親水自清潔界面。中國專利文獻cn114163882a涉及河道治理的光伏面板膜層及生產(chǎn)工藝，該文獻公開了一種用于保護光伏面板表面減反膜的膜層，包括以下原料：環(huán)氧改性聚丙烯酸樹脂、固化劑、紅外反射填料、散熱填料、自潔凈材料、流平劑和溶劑，該膜層可以有效延長減反膜層的壽命，保證組件發(fā)電功率的穩(wěn)定。

2、雖然現(xiàn)有技術中已經(jīng)從多個方面努力提高光伏玻璃的增透性能，但仍然存在對可以高效利用太陽光，阻隔無效紅外光線，降低組件溫度，還可以持久保持組件的自清潔能力這樣的光伏玻璃的追求。

3、鑒于上述問題，本技術意在一種增透膜液及包含該膜液的光伏玻璃。所述增透膜液包括具備光增透能力的納米材料、具備紅外反射能力的納米材料、具備自清潔能力的納米材料。不僅可以高效利用太陽光，阻隔無效紅外光線，降低組件溫度，還可以持久保持組件的自清潔能力，提升組件的服役壽命。

4、本技術提供如下方案：

5、1.一種用于制備光伏玻璃用增透膜液的組合物，其包括：

6、具備光增透能力的納米材料；

7、具備紅外反射能力的納米材料；以及

8、具備自清潔能力的納米材料。

9、2.根據(jù)項1所述的組合物，其中，

10、所述具備光增透能力的納米材料和具備清潔能力的納米材料為具備光增透能力和自清潔能力的納米材料。

11、3.根據(jù)項1或2所述的組合物，其中，

12、所述具備光增透能力的納米材料的平均粒徑為1～100nm，優(yōu)選為1.5～50nm，進一步優(yōu)選為2～30nm；或者

13、所述紅外反射能力的納米材料的平均粒徑為10～150nm，優(yōu)選為15～100nm，進一步優(yōu)選為20～60nm；或者

14、具備自清潔能力的納米材料的平均粒徑為1～100nm，優(yōu)選為1.5～50nm，進一步優(yōu)選為2～30nm。

15、4.根據(jù)項1所述的組合物，其中，

16、相對于1重量份具備自清潔能力的納米材料，具備紅外反射能力的納米材料為2重量份～20重量份，具備光增透能力的納米材料為3重量份～40重量份。

17、5.根據(jù)項2所述的組合物，其中，

18、相對于1重量份具備光增透能力和自清潔能力的納米材料，具備紅外反射能力的納米材料為0.1重量份～0.6重量份，優(yōu)選為0.2～0.5重量份。

19、6.根據(jù)項1～5中任一項所述的組合物，其中，

20、具備紅外反射能力的納米材料的電阻率為1×10-4～0.1ωcm，優(yōu)選為1.5×10-4～0.08ωcm。

21、7.根據(jù)項1～6中任一項所述的組合物，其中，

22、具備自清潔能力的納米材料或具備光增透能力和自清潔能力的納米材料為超親水材料，優(yōu)選超親水材料的水接觸角0°＜θ＜30°。

23、8.根據(jù)項1～7中任一項所述的組合物，其中，

24、具備光增透能力的納米材料選自sio2、sio2-tio2、sio2-mgf2、moo3、al2o3、al2o3-mgf2、vo2、tio2、nio、zro2、si3n4中的一種或兩種以上；或者

25、具備紅外反射能力的納米材料為陰陽離子單摻雜或共摻雜的zno，即mzo，優(yōu)選m選自al、ga、f、b、co、ni中的一種或兩種以上；或者

26、具備自清潔能力的納米材料選自tio2或zn摻雜的tio2納米材料中的一種或兩種。

27、9.根據(jù)項2～7中任一項所述的組合物，其中，

28、具備光增透能力和自清潔能力的納米材料為sio2-tio2或tio2。

29、10.一種光伏玻璃用增透膜液，其包括：

30、項1～9中任一項所述的組合物；

31、溶劑；和

32、助劑。

33、11.根據(jù)項10所述的增透膜液，其中，

34、溶劑選自去離子水、乙醇、異丙醇、乙二醇中的一種或兩種以上；或者

35、助劑包括固化劑、流平劑和消泡劑；

36、優(yōu)選固化劑選自間苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、亞甲基雙環(huán)己烷胺、二乙烯三胺、氨乙基哌嗪、二氨基二苯基砜、二乙胺基丙胺、二氰二胺中的一種或兩種以上；或者

37、優(yōu)選流平劑選自聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、改性聚硅氧烷、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯中的一種或兩種以上；或者

38、優(yōu)選消泡劑為聚乙二醇。

39、12.根據(jù)項10或11所述的增透膜液，其中，

40、在所述增透膜液中，具備光增透能力的納米材料的質(zhì)量百分比為30～40％，具備紅外反射能力的納米材料的質(zhì)量百分比為5～20％，具備自清潔能力的納米材料的質(zhì)量百分比為1～10％；或者

41、在所述增透膜液中，具備紅外反射能力的納米材料的質(zhì)量百分比為5～20％，具備光增透能力和自清潔能力的納米材料的質(zhì)量百分比為31～50％。

42、13.根據(jù)項10～12中任一項所述的增透膜液，其中，

43、在所述增透膜液中，溶劑的質(zhì)量百分比為30～60％，助劑的質(zhì)量百分比為1～7％。

44、14.根據(jù)項11～13中任一項所述的增透膜液，其中，

45、在所述增透膜液中，固化劑的質(zhì)量百分比為0.5～3％，流平劑的質(zhì)量百分比為0.01～2.5％，消泡劑為0.1～2％。

46、15.一種光伏玻璃，其包含：

47、玻璃基材；以及

48、在玻璃基材上由項1～9中任一項所述的組合物或者項10～14中任一項所述的增透膜液形成的增透膜層。

49、16.根據(jù)項15所述的光伏玻璃，其中，增透膜層的厚度為0.8～20μm，優(yōu)選為1～8μm。

50、17.根據(jù)項15或16所述的光伏玻璃，其中，在玻璃基材上單位面積的增透膜液的涂布量為1～50g/m2，優(yōu)選為5～40g/m2，進一步優(yōu)選為9-20g/m2。

51、18.一種制備光伏玻璃的方法，其包括：

52、在玻璃基材表面上涂布項10～14中任一項所述的增透膜液或者涂覆包含項1～9中任一項所述的組合物的溶液；

53、對涂布后的玻璃基材進行固化和燒結得到光伏玻璃。

54、19.根據(jù)項18所述的方法，其中，所述玻璃基材為超白玻璃基材，優(yōu)選為2-6mm的超白浮法玻璃或超白壓花玻璃。

55、20.根據(jù)項18或19所述的方法，其中，

56、所述固化為低溫固化；優(yōu)選在80-200℃條件下進行10-30min；或者

57、所述燒結為高溫燒結；優(yōu)選在650-720℃條件下進行1-8min。

58、21.根據(jù)項20所述的方法，其中，利用該方法形成玻璃為項15～17中任一項所述的光伏玻璃。

59、發(fā)明效果

60、本技術提供了一種增透用組合物、增透膜液及光伏玻璃。利用本技術的增透用組合物、增透膜液制備的光伏玻璃在有效降低太陽光在玻璃表面反射的同時選擇性地反射無效紅外光，增加光伏玻璃表面太陽光的透過率，提升光伏組件發(fā)電效率，降低組件工作溫度，同時附加的自清潔功能，提高組件發(fā)電量，延長使用壽命。

61、針對現(xiàn)有技術中的增透膜液僅考慮提升太陽光在可見光范圍的透過率，而忽略紅外光對于組件的不良影響，本技術的發(fā)明人出人意料地在常用增透膜液中增加具備紅外反射能力的納米材料，有效提高光伏組件對太陽光的有效利用。

62、針對紅外反射鍍膜玻璃通常采用磁控濺射法進行多層鍍膜以達到理想效果，不僅工藝成本較高，而且工作環(huán)境要求嚴苛，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。本技術采用一步法在增透膜液中添加具備紅外反射能力的納米材料，雙重提效，增透的同時阻隔無效紅外光線，從而免去磁控濺射的復雜工藝。

63、針對光伏組件在戶外長期使用過程中由于暴曬、積雪、灰塵、霧霾等惡劣天氣造成的發(fā)電量降低的問題，本技術的發(fā)明人進一步在增透膜液中添加自清潔材料，利用材料本身的超親水特性及光催化作用，持久保持自清潔能力。