超声喷雾法制备光伏玻璃减反射膜工艺与性能研究

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  提高太阳能电池的转换效率是降低光伏发电成本的有效手段。玻璃衬底能够反射大约10%的太阳光,通过在玻璃衬底表面镀制减反射膜,降低玻璃的反射,从而使更多的光被电池吸收利用,提高电池的转换效率。目前制备减反射膜的方法主要是真空镀膜(MOCVD、PECVD、磁控溅射等),这些方法的制备成本高,有悖于降低成本的目的;sol-gel法制备薄膜的周期长、性能差。因此寻求一种低成本、高质量的成膜方法迫在眉睫。   超声喷雾法制备成本低、工艺简单,是一种较理想的制备方法。本文利用自主设计及研制的超声喷雾设备,在玻璃衬底上制备了TiO2、SiO2及TiO2/SiO2减反射膜。首先研究了超声雾化法的雾化方式,发现直接雾化模式更适合于工业化生产。然后从超声喷雾法的沉积模式和前驱液特性入手,研究了沉积温度、喷射距离、液体流量、溶液浓度、pH值对薄膜性能的影响。   利用 X 射线衍射仪、原子力显微镜、分光光度计、椭圆偏振仪分析了薄膜的性能,获得优化的制备工艺参数。制备 TiO2薄膜时,沉积温度为 500℃、喷射距离为6cm、液体流量为1ml/min、溶液浓度为Ethanol/TBT=80、pH值为3.0的条件下制备的薄膜性能最佳;制备 SiO2薄膜时,沉积温度为 450℃、喷射距离为4.5cm、液体流量为1.5ml/min、溶液浓度为Ethanol/TEOS=30、pH值为3.5的条件下制备的薄膜性能最佳。   利用最佳的制备参数,制备了V型和W型双层减反射膜,并测试分析了其光学性能。发现W型双层减反射膜能在较宽的光谱波段提高光的透过率,与V型减反射膜相比,更适合于太阳能电池。
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