太阳能是可再生清洁能源，具有广泛的应用前景，太阳能电池板是利用光伏或光化学反应，将吸收的太阳辐射能量直接或间接转化为电能的装置，然而，在太阳能收集过程中，由于玻璃盖板表面的反射，会造成约8%的太阳能损失，导致光电转换效率降低。通过表面改性，制备减反射薄膜或涂层，能够降低太阳光在光电器件表面玻璃盖板上的损失，从而提高太阳能利用效率。近年来，在减反射材料研究中，具有低折射率的SiO2受到研究者的关注，通过制备方法、纳米结构调控等获得了超润湿多功能纳米SiO2薄膜或涂层材料，取得了丰硕的成果。与其他薄膜制备方法相比，溶胶-凝胶法在制备SiO2薄膜时具有设备简单、工艺参数可控、易于大面积制备薄膜等优点。为了制备具有耐久性的超润湿减反射薄膜，本文采用碱催化溶胶-凝胶法，配制了不同硅醇比的SiO2溶胶，在玻璃衬底上通过浸渍-提拉法制备了SiO2薄膜，研究了硅醇比、提拉速度对薄膜光学性质的影响，获得了宽波长范围高透过率减反射薄膜，分析了减反射薄膜的润湿性及减反射性能的耐久性，为多功能减反射薄膜的制备提供了实验参考。
不同工艺参数制备的SiO2薄膜的透过率
玻璃表面镀膜前后的润湿性
SiO2薄膜放置5个月后的透过率曲线
为了提高太阳能电池玻璃盖板的减反射性能，采用碱催化溶胶-凝胶法，在玻璃上制备了SiO2薄膜，研究了硅醇比、提拉镀膜速度对薄膜光学性质的影响，主要结论如下：
1）碱催化溶解-凝胶制备的SiO2在500 ℃热处理1 h为非晶相，硅醇比对晶体结构没有明显影响；玻璃表面制备的SiO2薄膜结构疏松，存在微裂纹。
2）采用硅醇比为1∶20、提拉速度为500 μm/s及硅醇比为1∶30、提拉速度为1000 μm/s制备的SiO2薄膜具有优异的减反增透效果，与未镀膜玻璃相比，在玻璃表面制备上述SiO2薄膜后，在400~1000 nm范围内最大透过率分别增加6.57%和6.94%，平均透过率分别增加5.01%和5.34%；玻璃表面制备SiO2薄膜后，具有超亲水性能。
3）在实验室放置5个月后，采用硅醇比为1∶20、提拉速度为500 μm/s及硅醇比为1∶30、提拉速度为1000 μm/s制备的SiO2薄膜仍具有较好的减反增透效果，与未镀膜玻璃相比，玻璃表面制备上述SiO2薄膜在400~1000 nm范围内最大透过率分别增加7.50%和6.71%，平均透过率分别增加5.94%和5.59%，表明减反射性能具有优异的耐久性。
王军, 胡瑾瑜, 向军淮, 等. 溶胶-凝胶法制备 SiO2 减反射薄膜及其耐久性[J]. 表面技术, 2024, 53(10): 243-249.
WANG Jun, HU Jinyu, XIANG Junhuai, et al. Preparation and Durability of SiO2 Antireflection Thin Film by Sol-gel Method[J]. Surface Technology, 2024, 53(10): 243-249.
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审核|汪 潇
编辑|邓李旸
