溶膠-凝膠法制備SiO2減反膜及其自潔性能研究.pdf

1、本論文采用溶膠-凝膠法（Sol-gel）在光伏玻璃表面制備SiO2減反膜，通過對(duì)酸催化法、堿催化法、酸堿復(fù)合催化法SiO2減反膜、酸堿復(fù)合催化SiO2/TiO2減反膜以及PEG/PVP改性酸催化法SiO2減反膜的研究，并對(duì)其疏水性、親水性進(jìn)行研究，制備出具有自潔作用的高透光率、高強(qiáng)度SiO2減反膜。
　　（1）分別以HCl和NH3·H2O作催化劑，溶膠-凝膠法制備SiO2減反膜，通過實(shí)驗(yàn)確定：TEOS、EtOH、HCl、H2O的最

2、佳摩爾比為1:19:0.08:4，最佳陳化時(shí)間為3d，薄膜硬度>6H，薄膜透光率僅提高了4%；TEOS、EtOH、NH3·H2O、H2O的最佳摩爾比為1:35:0.876:2.5，最佳陳化時(shí)間為5d，薄膜硬度<1H，薄膜透光率與未鍍膜光伏玻璃相比，提高了約10%。采用SEM觀察薄膜的表面形貌發(fā)現(xiàn)，酸催化薄膜結(jié)構(gòu)致密，溶膠顆粒較小，膜層厚度介于145nm-170nm之間；堿催化薄膜表面均勻平整，結(jié)構(gòu)疏松，粒徑尺寸介于35nm-40nm之間

3、，膜層厚度介于220nm-245nm之間。
　?。?）兩種酸堿復(fù)合催化法制備SiO2溶膠，方法一為堿溶膠中滴加HCl，由于局部酸性過強(qiáng)，容易產(chǎn)生淡黃色絮狀沉淀，薄膜表面顆粒大小不均勻，薄膜透光率低；方法二為堿溶膠中滴加酸溶膠，堿溶膠與酸溶膠的最佳體積比為5:1，此時(shí)H+濃度為0.0389mol/L，薄膜硬度約為3H。溶膠反應(yīng)溫和，沒有產(chǎn)生絮狀沉淀，減反膜表面平整，顆粒尺寸均勻，方法二優(yōu)于方法一。酸堿復(fù)合催化法制備的SiO2減反膜兼

4、備了酸催化法薄膜硬度大及堿催化法薄膜高透光率的優(yōu)點(diǎn)。
　?。?）在酸堿復(fù)合催化法制備SiO2減反膜的基礎(chǔ)之上，再鍍一層TiO2薄膜，制備高透光率自潔減反膜。TBOT、EtOH、HCl、H2O按摩爾比為1:25:0.7:4配置TiO2溶膠，當(dāng)TBOT和EtOH的摩爾比為1:150（ST-3）時(shí)，薄膜透光率最高，峰值透光率約為85%。SiO2/TiO2減反膜粒徑尺寸介于16nm-18nm之間，膜層厚度為480nm左右，薄膜的水接觸角為

5、5.5°，表現(xiàn)出超親水性，SiO2/TiO2減反膜具有自潔功能。
　?。?）在酸催化法制備的高硬度SiO2減反膜的基礎(chǔ)之上加入有機(jī)溶劑聚乙二醇（PEG1000、PEG2000、PEG4000）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP），PVP改性的SiO2減反膜的最大透光率為87%左右，而PEG改性的SiO2減反膜的最大透光率均在90%左右，其中PEG1000改性的SiO2減反膜透光效果最佳，最大透光率達(dá)到了91%。PEG2000、PEG4000

6、改性的薄膜硬度介于2H和3H之間，而PEG1000改性的SiO2薄膜硬度約為4H，抗劃傷能力較強(qiáng)；PVP改性的薄膜表面與PEG2000、PEG4000改性的薄膜表面形貌相似，但薄膜硬度僅為2H左右，抗劃傷能力弱。PVP改性的SiO2減反膜的接觸角為15°，與未鍍膜光伏玻璃水接觸角相近，未表現(xiàn)出了明顯的疏水性，因此不具有明顯的自潔作用，PEG改性的SiO2減反膜的接觸角均在90°以上，其中PEG1000改性減反膜水接觸角為95°，是一種高