PEG对SiO2增透膜光学性能及稳定性的影响.pdf

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1、2013年12月PEG对SiO：增透膜光学性能及稳定性的影响69PEG对SiO2增透膜光学性能及稳定性的影响顾玉泉，2彭坤原帅2周阳萍，2朱家俊周灵平(1．湖南大学材料科学-~-r-程学院，湖南长沙410082；2．湖南普照科技发展有限公司，湖南长沙41o"2o5)摘要：以正硅酸乙酯为前驱体和聚乙二醇(PEG)为添加剂，采用酸催化法制备出SiO溶胶，利用提拉法在玻璃上制备了非晶结构的SiO：薄膜。研究了PEG分子量和添加量对SiO薄膜的增透效果及其稳定性的影响规律，分子量较大或添加量较多时易于形成高孑L隙率的薄膜。添加10％PEG2000的溶胶制备的SiO薄膜在400—900纳米

2、波长范围内的平均透过率可达94．6％，并具有优良的环境稳定性能。关键词：聚乙二醇溶胶一凝胶二氧化硅增透膜1．引言以正硅酸乙酯为前驱体，无水乙醇为溶剂，盐酸为太阳能电池作为一种可再生的清洁能源，在能源催化剂，在室温条件下将正硅酸乙酯、无水乙醇、水和日益紧缺的形势下越来越受到人们的重视，提高太阳盐酸按摩尔为1：4：4：0．005的比例混合，于室温条件下能电池的发电效率、降低发电成本是当前太阳能电池搅拌60分钟，然后加入不同比例的PEG，然后于6O℃急待解决的关键问题。目前太阳能电池普遍采用的超继续搅拌6O分钟，然后于室温下存放待用。‘白玻璃，其透过率只有91％左右，反射损失达8％。通

3、2．2基片的制备过在玻璃盖板表面镀覆增透膜的方法来提高太阳光的将玻璃基片用去离子水清洗超声清洗，然后用无透过率，使更多的太阳光到达电池的核心部件，从而提水乙醇浸泡1小时，取出后用镜头纸擦干，并于8O℃的高电池对太阳光的利用效率成为太阳能电池领域中的洁净烘箱内干燥备用。一个重要发展方向。化学气相沉积、物理气相沉积和2．3薄膜的制备溶胶一凝胶方法是玻璃上制备增透膜的常用方法，其将制备的溶胶室温下进行陈化，当胶体的粘度达中溶胶一凝胶方法制备的薄膜因具有折射率可调、工到30mpa．fl左右开始镀膜，利用SYDC—lo型浸渍提艺简单、成膜面积大、易于工业化等优点而成为低成本拉镀膜机在玻璃基

4、片上镀制SiO：薄膜，提拉速度为薄膜技术的研究和应用热点。2mm／分钟，镀膜完成后在干燥环境中静置20分钟，然SiO薄膜因具有折射率低、膜层结合牢固、化学性后在350~C的固化炉中热处理1小时，随炉冷却后得到能稳定的特点而成为理想的增透膜材料。人们已通过表面光滑，厚度约为90m的薄膜样品。酸催化法¨]，碱催化法和两步法制备了SiO2增2．4薄膜测试透膜，探索了配方、镀膜工艺等参数对薄膜增透效果的样品的透射光谱利用uV一2500紫外一可见分光影响规律，并通过添加CTABJ、P123。、Taionx一光度计进行测量，利用XRD(Siemens1)5000)对薄膜的100t、DMF[8

5、和PEG[9．1o1等添加剂来获得多孔结构的结构进行表征，利用FEI—QUANT200环境扫描电镜对SiO，薄膜，以降低薄膜的折射率来得到良好的增透效腐蚀后的薄膜表面进行表征。果。而在实际应用中，具有多孑L结构的增透膜会吸收3结果与讨论环境中的水汽，从而引起透过率下降。而目前已有的为了比较PEG分子量大小对薄膜结构和性能的影研究主要集中在高透过率薄膜制备工艺的研究方面，响规律，在溶胶中加入相同质量分子量分别为1000、而对应用中薄膜性能稳定性的研究较少。本文系统地2000、4000和6000的PEG。图1为制备的薄膜的XRD研究了PEG对溶胶一凝胶方法制备的SiO薄膜的光图谱，衍

6、射图谱中没有出现明显的衍射峰，表明制备的学性能及其稳定性的影响规律，获得具有优良透过性薄膜为非晶态结构，PEG分子量对薄膜结构无影响。能和光学稳定性的SiO薄膜的制备条件。利用分光光度计测量薄膜的透射光谱，并计算出2．实验其在400—900纳米波长范围内的平均透过率，其结果2．1溶胶的制备见图2。70江西化工2013年第4期8矮图1样品的XRD衍射图谱图2PEG分子量对薄膜透过性能的影响由图可知，加入PEG后可提高薄膜的增逯文果，当佳的透过性能。根据孑L隙率与折射率的关系可得到其PEG分子量在2000左右达到最佳的增透效果，在400对应的孑L隙率高达46％左右，大量的孔隙将导致薄

7、膜—900纳米波长范围内的平均透过为94．6％，比未加本身的强度降低，且易吸附大量的水分子等杂质而导PEG的溶胶制备的薄膜的透过率高1．7％左右，表明在致性能急剧下降，均不能满足实际应用的要求。因此，一定范围内随PEG分子量的增加，增透效果会增加。在薄膜的设计与制备中需要综合薄膜的透过性能与稳这主要是随分子量的增加，PEG的造孔效果越明定性的问题。显1．”J，孔隙越大，膜层的折射率越低。根据薄膜反射图3是薄膜透过率与PEG2000添加量的关系曲率的计算公式可以得知，随着折射率的降