一种光伏玻璃基高增透薄膜的制作方法

1.本发明涉及玻璃材料技术和光伏技术领域，特别涉及一种光伏玻璃基高增透、减反射膜。


背景技术：

2.国家大力发展新能源，太阳能受到极大关注。太阳能电池组件中，利用光伏效应将太阳能转化为电能的晶体材料被封装在内部，封装玻璃起到防护作用，大大提高晶体材料使用寿命。在应用中，太阳光需要穿透封装玻璃，照射在晶体材料中才能完成光电能量转化。
3.当光从空气穿过玻璃时，由于空气和玻璃两者的折射率失配，会产生8%的反射损失，导致进入电池中的光量下降，进而影响电池效率的提升。在相同光照强度，封装玻璃的透光率决定了太阳能组件的光转化率，为了提高封装玻璃的透光率，通常会在玻璃表面涂覆增透膜，增透膜的透过率性能对于光伏组件发电过程中的发电量影响很大。为了达到增透的性能，增透膜的折射率必须低于其基底材料即光伏玻璃(折射率1 .41左右)。
4.虽然目前关于增透膜的研究已经有很多，制备方法多种多样，溶胶凝胶法制备光伏玻璃增透膜具有成本低廉，设备简单的优点。但是大多数增透膜都存在功能单一，机械性能差，溶胶使用寿命短等缺点，影响了增透膜在光伏组件中的应用。因此，研究具有多功能，高稳定性和机械性能的增透膜对于增加太阳能电池的光电转化效率具有重要意义，成为科学研究和工业发展的重要内容。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种光伏玻璃基高增透薄膜，较之同样规格无镀层玻璃提高6%左右，且材料附着力高，耐磨、耐腐蚀性好，可以使得晶体材料对入射光的吸收增强，有利于提高光电转换效率，可广泛用光伏玻璃。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本技术实施例公开了一种光伏玻璃基高增透薄膜，包括光伏玻璃衬底以及采用磁控溅射工艺制备的镀层，且镀层结构自光伏玻璃衬底由下而上依次为：第一nb2o5层、第二sio2层、第三nb2o5层和第四tio2层。
7.相应的，本发明还公开了一种光伏玻璃基高增透薄膜的制备方法，依次包括如下步骤：s1以光伏玻璃为衬底，沉积厚度12～18nm的nb2o5层：以金属铌为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第一nb2o5层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：5，工作气压为0.4～0.6pa，溅射功率为dc8～10kw，衬底温度为室温；s2沉积厚度100～120nm的sio2层：以硅为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第二sio2层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：10，
工作气压为0.4～0.6pa，溅射功率为dc8～10kw，衬底温度为室温；s3沉积厚度20～26nm的nb2o5层：以金属铌为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第三nb2o5层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：5，工作气压为0.4～0.6pa，溅射功率为dc8～10kw，衬底温度为室温；s4沉积厚度80～100nm的tio2层：以金属钛为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第四tio2层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：8，工作气压为0.4～0.6pa，溅射功率为dc6～8kw，衬底温度为室温。
8.本发明的优点在于：本发明采用磁控溅射工艺，生产过程安全环保，在可见光波段，透光率较之同样规格无镀层玻璃提高6%，且材料附着力高，耐磨、耐腐蚀性好，使得晶体材料对入射光的吸收增强，有利于提高光电转换效率，可广泛用光伏玻璃。
附图说明
9.图1所示为本发明的光伏玻璃基高增透薄膜结构示意图。
具体实施方式
10.下面结合实施例来对本发明作进一步的详细说明。
11.一种光伏玻璃基高增透薄膜，参见图1，包括光伏玻璃衬底以及采用磁控溅射工艺制备的镀层，且镀层结构自光伏玻璃衬底由下而上依次为：第一nb2o5层、第二sio2层、第三nb2o5层和第四tio2层。
12.实施例1s1以透过率为91.5%的超白光伏玻璃为衬底，沉积厚度16nm的nb2o5层：以金属铌为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第一nb2o5层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：5，工作气压为0.45pa，溅射功率为dc8.8kw，衬底温度为室温；s2沉积厚度110nm的sio2层：以硅为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第二sio2层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：10，工作气压为0.50pa，溅射功率为dc9.2kw，衬底温度为室温；s3沉积厚度22nm的nb2o5层：以金属铌为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第三nb2o5层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：5，工作气压为0.45pa，溅射功率为dc8.8kw，衬底温度为室温；s4沉积厚度90nm的tio2层：以金属钛为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第四tio2层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：8，工作气压为0.55pa，溅射功率为dc7.2kw，衬底温度为室温。
13.实施例2s1以透过率为91.5%的超白光伏玻璃为衬底，沉积厚度14nm的nb2o5层：以金属铌为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第一nb2o5层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：5，工作气压为0.55pa，溅射功率为dc8.4kw，衬底温度为室温；s2沉积厚度105nm的sio2层：以硅为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方
法制备第二sio2层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：10，工作气压为0.55pa，溅射功率为dc8.9kw，衬底温度为室温；s3沉积厚度20nm的nb2o5层：以金属铌为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第三nb2o5层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：5，工作气压为0.55pa，溅射功率为dc8.4kw，衬底温度为室温；s4沉积厚度95nm的tio2层：以金属钛为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第四tio2层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：8，工作气压为0.48pa，溅射功率为dc6.5kw，衬底温度为室温。
14.实施例3s1以透过率为91.5%的超白光伏玻璃为衬底，沉积厚度18nm的nb2o5层：以金属铌为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第一nb2o5层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：5，工作气压为0.50pa，溅射功率为dc9.6kw，衬底温度为室温；s2沉积厚度115nm的sio2层：以硅为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第二sio2层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：10，工作气压为0.46pa，溅射功率为dc9.6kw，衬底温度为室温；s3沉积厚度24nm的nb2o5层：以金属铌为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第三nb2o5层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：5，工作气压为0.50pa，溅射功率为dc9.5kw，衬底温度为室温；s4沉积厚度86nm的tio2层：以金属钛为靶材，以氩气和氧气为工作气体，采用磁控溅射方法制备第四tio2层；基本参数为：本底真空度为5x10-4
pa，氩气和氧气的流量比为1：8，工作气压为0.52pa，溅射功率为dc6.7kw，衬底温度为室温。
15.对上述实施例1-3得到的光伏玻璃基高增透薄膜进行检测，结果如下表所示。序号平均透光率薄膜铅笔硬度hast测试实施例196.8%6h下降5.2%实施例297.2%6h下降5.0%实施例396.9%6h下降4.9%
16.由表中可以看出，本发明的光伏玻璃基高增透薄膜透光率较之同样规格无镀层玻璃提高6%左右，且材料附着力高，耐磨、耐腐蚀性好，可以使得晶体材料对入射光的吸收增强，有利于提高光电转换效率，可广泛用光伏玻璃。
17.本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本专利的精神实质，都视为对本专利的等同替换，都在本专利的保护范围之内。