一种高可见光透过率高发射率玻璃及其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种高可见光透过率高发射率玻璃，包括玻璃本体，所述玻璃本体表面上设有微结构层，所述微结构层包括多个多级孔结构，所述多级孔结构为微米孔和/或纳米孔，所述多级孔结构随机分布于玻璃本体表面。本发明专利技术还提供了该高可见光透过率高发射率玻璃的制备方法及应用。本发明专利技术采用湿化学刻蚀的方法对玻璃表面进行处理，获得表面微结构。该微结构可以提升玻璃在0.38

【技术实现步骤摘要】
一种高可见光透过率高发射率玻璃及其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于玻璃
，特别涉及一种高可见光透过率高发射率玻璃及其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着芯片集成度提高，电子器件的发热问题凸显，玻璃作为重要的基础材料，其散热性能受到越来越多的关注。与有机树脂材料相比，玻璃的导热系数高(～1W/m
·
K)，在器件散热方面具有天然的优势，因此许多领域逐渐出现玻璃替代传统有机材料的趋势。例如太阳能电池、信息显示器件等，近年来，太阳能电池双玻组件的背板以玻璃代替含氟聚合物；各大面板厂商也陆续推出了玻璃代替PCB作为基板的Mini LED屏。而提高玻璃的散热性能，进而提升器件的工作效率，并延长其使用寿命，是半导体组件的发展需求。玻璃的透明性是其作为封装材料的又一重要考量指标，因此提高其在可见光波段透过率也可以提高应用性。
[0003]辐射散热，是物体的热量以电磁波的方式传送到低温处，从而实现被动降温。常温下黑体辐射主要集中在8
‑
13μm波段，因此提高材料在此波段的发射率可以提高其辐射散热能力。普通平板玻璃的表面发射率为0.78
‑
0.85，CN110937808A公开了一种低熔点的高红外发射率玻璃，通过调整玻璃成分，将8～14μm波段的红外发射率提高至0.9以上，获得了优异散热性能的玻璃。但由于掺入成分吸收可见光，玻璃的可见光透过率相对较低，影响了玻璃的透光性能。CN109437596A公开了一种辐射制冷玻璃，通过在玻璃表面溅射薄金属层，然后涂覆树脂基无机材料分散体，获得可见光透过率为40％～90％，反射近红外波段光，7
‑
14μm中红外波段高发射率的全光谱调控型散热玻璃，应用于节能建筑。Wei Li等人(ACS Photonics 2017,4,774
‑
782)公开了在表面交替溅射高、低折射率无机多层膜的散热玻璃，用于封装太阳能电池，在保证光电响应波段高透过率的同时，反射近红外光，提升中红外发射率。组装太阳能电池后，相比该散热玻璃可以获得比普通平板玻璃低～5.7℃的电池运行温度。Linxiao Zhu等人(PNAS 2015,112,12282
‑
12287)和Yuehui Lu等人(Sol.RRL 2017,1,1700084)通过激光加工、纳米压印等方法在玻璃表面制备微结构，同时提高玻璃的可见光透过率和中红外发射率，获得散热玻璃，提升太阳能电池器件效率。
[0004]然而，表面制备多层膜、激光刻蚀、纳米压印微结构等方法难以获得高可见光透过率的辐射散热玻璃，并且以上工艺应用在大面积平板玻璃领域，会带来成本高昂问题，因此适合大面积生产的高透散热型玻璃的制备方法有待开发。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述
技术介绍
中存在的问题，提出一种高可见光透过率高发射率玻璃，该玻璃的光谱调控为0.38
‑
0.78μm可见光波段和8
‑
13μm中红外光波段，能够解决现有技术存在的不足。
[0006]一种高可见光透过率高发射率玻璃，包括玻璃本体，所述玻璃本体表面上设有微
结构层，所述微结构层包括多个多级孔结构，所述多级孔结构为微米孔和/或纳米孔，所述多级孔结构随机分布于玻璃本体表面。
[0007]优选地，所述微米孔的孔径为0.1
‑
50μm，优选地，所述微米孔的孔径为1
‑
10μm。
[0008]优选地，所述纳米孔的孔径为10
‑
100nm，优选地，所述纳米孔的孔径为10
‑
50nm。
[0009]优选地，所述高可见光透过率高发射率玻璃的光谱调控范围为0.38
‑
0.78μm可见光波段；
[0010]优选地，所述高可见光透过率高发射率玻璃的光谱调控范围为8
‑
13μm红外光波段；
[0011]优选地，所述纳米孔层的厚度为10
‑
500nm；
[0012]优选地，所述微结构层采用湿化学刻蚀形成。湿化学刻蚀形成玻璃表面微米孔结构1.会增加可见光的散射，提高雾度，增加光程，2.会减小SiO2声子
‑
极化子共振引起的中红外光反射，提高玻璃表面发射率；纳米孔结构可以减少可见光的反射，并进一步提高中红外发射率。
[0013]优选地，0.38
‑
0.78μm可见光波段双面刻蚀的透过率大于97％；
[0014]优选地，0.38
‑
0.78μm可见光波段雾度为2％
‑
90％；雾度是偏离入射光2.5
°
角以上的透射光强占总透射光强的百分数，雾度越大意味着薄膜光泽以及透明度尤其成像度下降。用标准“c”光源的一束平行光垂直照射到透明或半透明薄膜、片材、板材上，由于材料内部和表面造成散射，使部分平行光偏离入射方向大于2.5
°
的散射光通量与透过材料的光通量之比的百分率。
[0015]优选地，8
‑
13μm红外光波段刻蚀面发射率大于0.95。
[0016]优选地，所述玻璃本体选自钠钙硅玻璃，低铁光伏玻璃，高铝硅超薄玻璃，高硼硅玻璃中的一种或多种。
[0017]本专利技术第二方面提供了上述任一种高可见光透过率高发射率玻璃的制备方法，包括以下步骤：先将玻璃进行酸刻蚀，再将酸刻蚀后的玻璃进行碱刻蚀。
[0018]优选地，所述的酸刻蚀和碱刻蚀采用单面刻蚀和/或双面刻蚀。
[0019]优选地，所述酸刻蚀的酸刻蚀液包括HF：0.005
‑
1.0wt％、H2SO4：0.010.8wt％、HNO3：0.01
‑
0.8wt％、HCl：0.01
‑
1.0wt％、H3PO4：0.01
‑
0.5wt％、H2SiO3：0.01
‑
1.0wt％、Na2SiO3：0.0001
‑
0.01wt％中的一种或多种；
[0020]优选地，所述酸刻蚀的温度为20
‑
80℃；
[0021]优选地，所述酸刻蚀的时间为0.5
‑
24小时；
[0022]优选地，所述碱刻蚀的碱刻蚀液包括LiOH：0.001
‑
1.0wt％、NaOH：0.001
‑
1.0wt％、KOH：0.001
‑
1.0wt％、Na3PO4：0.001
‑
0.1wt％、Na2HPO4：0.001
‑
0.1wt％、NaH2PO4：0.001
‑
0.1wt％、NaCl：0.0001
‑
0.01wt％、MgCl2：0.0001
‑
0.01wt％、AlCl3：0.0001
‑
0.01wt％中的一种或多种；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高可见光透过率高发射率玻璃，其特征在于，包括玻璃本体，所述玻璃本体表面上设有微结构层，所述微结构层包括多个多级孔结构，所述多级孔结构为微米孔和/或纳米孔，所述多级孔结构随机分布于玻璃本体表面。2.根据权利要求1所述的高可见光透过率高发射率玻璃，其特征在于，所述微米孔的孔径为0.1
‑
50μm，优选地，所述微米孔的孔径为1
‑
10μm。3.根据权利要求1所述的高可见光透过率高发射率玻璃，其特征在于，所述纳米孔的孔径为10
‑
100nm，优选地，所述纳米孔的孔径为10
‑
50nm。4.根据权利要求1所述的高可见光透过率高发射率玻璃，其特征在于，包括以下技术特征的一项或者多项：(A1)所述高可见光透过率高发射率玻璃的光谱调控范围为0.38
‑
0.78μm可见光波段；(A2)所述高可见光透过率高发射率玻璃的光谱调控范围为8
‑
13μm红外光波段；(A3)所述纳米孔层的厚度为10
‑
500nm；(A4)所述微结构层采用湿化学刻蚀形成。5.根据权利要求4所述的高可见光透过率高发射率玻璃，其特征在于，包括以下技术特征的一项或者多项：(A11)0.38
‑
0.78μm可见光波段双面刻蚀的透过率大于97％；(A12)0.38
‑
0.78μm可见光波段雾度为2％～90％；(A21)8
‑
13μm红外光波段刻蚀面发射率大于0.95。6.根据权利要求1所述的高可见光透过率高发射率玻璃，其特征在于，所述玻璃本体选自钠钙硅玻璃，低铁光伏玻璃，高铝硅超薄玻璃，高硼硅玻璃中的一种或多种。7.一种高可见光透过率高发射率玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先将玻璃进行酸刻蚀，再将酸刻蚀后的玻璃进行碱刻蚀。8.根据权利要求7所述的高可见光透过率高...

【专利技术属性】
技术研发人员：官敏，刘晓鹏，周文彩，王川申，王伟，于浩，于静波，
申请(专利权)人：中国建材国际工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：