【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超疏水玻璃，具体涉及一种超疏水透明玻璃的制备方法及其应用。
技术介绍
1、超疏水是指水滴在表面呈球状，接触角大于150°，滚动接触角小于10°的一种现象。根据其性质科研人员认为其在生产生活中有着巨大的潜在应用，例如自清洁、防腐、抗菌、防水、流体运输等等。尤其在近几年来，随着太阳能光伏发电技术的发展，对于太阳能光伏玻璃盖板存在一大难点问题便是其表面容易粘附灰尘、起雾，这将大大降低太阳能电池的发电效率。而透明超疏水涂层的开发正好能解决这一大痛点问题，超疏水涂层的自清洁性能得到完美应用。所以目前众多科研人员对超疏水自清洁涂层进行透明功能化研究，这样将会降低太阳能电池的清洁成本并有效提高太阳能电池的光电转换效率。我们知道材料表面疏水性由液体与固体的接触能力决定，材料表面是否疏水取决于表面自由能和表面的粗糙程度，故要得到超疏水表面可采取使用低表面能物质构筑粗糙的材料表面或增加低表面能材料表面构造粗糙度来实现。
2、但是目前制备透明超疏水涂层所面临的关键问题有：①材料表面的粗糙度和透明性是一对竞争性质，粗糙度增加所带来的疏水性越强，却也会因为材料表面粗糙度增加导致光的散射增强，进而导致材料透明性的下降；②透明超疏水材料的使用稳定性即使用寿命问题，目前大多数透明的超疏水材料表面不具备长久的清洗稳定性从而限制了其实际应用的推广。
3、故制备透明稳定的超疏水涂层，则需要权衡疏水性即粗糙度、透明性、稳定性这三个性质。从透明性和疏水性来讲，需要协调粗糙度来实现两者性质的兼顾，从稳定性来讲则需要找出合适的中间体连接
4、文献1(chem.soc.rev.,2021,50,4031)yi lin等人报道了一种利用超快激光直写分散微坑阵列来提供基本粗糙度的新方法，保证足够的未加工表面积以获得高透明度，在每个坑内引入多个激光加工以诱导最大的纳米结构粗糙度，然后在表面上涂上一层氟烷基硅烷分子以实现良好的超疏水性。但该方法使用有毒的氟化处理，氟化改性方法基本与可持续发展的要求不符。
5、文献2(applied surface science,407,2017,526-531)zhang等人利用在玻璃上均匀的涂覆一层烟灰当作模板，通过化学气相沉积(cvd)法将teos在碱性条件下催化得到的sio2沉积在涂覆有烟灰的玻璃上，得到纤维状的sio2网络结构。然后将其高温处理之后浸泡在氟硅烷溶液中进行疏水处理，得到超疏水涂层，其可见光透光率达到88％，静态水接触角达166°。
6、文献3(journal of applied polymer science,2017,134(13):105-113.)sun等人使用模板法，以荷叶表面为模板并浇入聚二甲基硅氧烷(pdms)，待固化完全后去除荷叶模板，所得pdms薄膜表面的微观结构与荷叶表面的微观结构互补，然后以pdms薄膜为模板重复进行上述步骤，进而得到仿荷叶的pdms超疏水薄膜。此方法工艺繁杂、耗时较长。
7、文献4(journal of colloid and interface science,2016,481:82-90.)daniel等使用o2/cf4的混合气体对pdms基板展开深度反应离子刻蚀(drie)，当刻蚀到15min时，涂层的粗糙度达到126nm，透光性>85％,接触角达153°，到20min和25min时，涂层粗糙度分别为207nm和302nm，样品则变得不透明，所以随着表面粗糙度的增加将导致透光率的下降。该方法制备成本高、工艺不环保，且不能很好的平衡粗糙度和透光率。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的专利技术目的是提供一种超疏水透明玻璃的制备方法，该制备方法可以较好的平衡玻璃表面粗糙度和玻璃透明度，且操作简单、设备简单。所制得的超疏水透明玻璃用于制造太阳能电池板，可以提高太阳能电池板的发电效率，从而提高太阳能利用率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种超疏水透明玻璃的制备方法，包括如下：
3、a)超润湿表面的制备：先将聚二甲基硅氧烷(pdms)和二月桂酸二丁基锡(dbtdl)加入到正己烷中从而获得pdms溶液。再将teos逐滴加入pdms溶液中并搅拌混合均匀。得到pdms-sio2溶液。然后，玻璃片依次在水和无水乙醇中超声清洗一次后烘干。接下来，烘干后的玻璃片在pdms-sio2溶液中浸涂多次，每次浸涂之间间隔1分钟，得到pdms-sio2样品。随后，缓慢、均匀、平稳地移动所述pdms-sio2样品水平穿过火焰顶部，持续一段时间，样品表面沉积烟灰至完全变黑得到pdms-sio2-cs样品。最后将pdms-sio2-cs样品置于马弗炉中高温退火，退火后的样品自然冷却至室温，得到pdms(o)-sio2-cs样品。
4、b)制备十六烷基三甲氧基硅烷(hdtms)溶液：分别量取hdtms、超纯水、无水乙醇混合，超声处理后搅拌均匀，放入冰箱7-8℃冷藏。
5、c)用喷壶将步骤b)得到的hdtms溶液喷涂到步骤a)得到的pdms(o)-sio2-cs样品表面，常温固化后放入烘箱干燥，得到pdms(o)-sio2-cs-hdtms样品，即所述超疏水透明玻璃。
6、优选地，所述步骤a)中，所述持续一段时间为30s；pdms:dbtdl:teos的质量比为5～1:0.1:1，更优选地，质量比为4:0.1:1。pdms:正己烷固液比为5～1g：120ml；更优选地，pdms:正己烷固液比为4g：120ml；所述搅拌时间不小于1小时，所述浸涂不少于3次；更优选地，所述搅拌时间为1小时，所述浸涂次数为3次。
7、优选地，所述步骤a)中马弗炉中退火温度为400℃～550℃，所述退火时间不小于3h；更优选地，退火温度为500℃。
8、优选地，步骤b)中，hdtms：超纯水：无水乙醇的体积比为3：10：87；所述超声时间不小于1h，所述搅拌时间不小于5h。
9、优选地，所述步骤c)中，喷涂的次数为1～4次，所述常温固化时间不小于10min，所述干燥温度不低于120℃、时间不小于2h；更优选地，喷涂的次数为2次。
10、本专利技术还提供了上述超疏水透明玻璃的制备方法得到的超疏水玻璃在制造太阳能电池板中的应用。该玻璃超疏水透明有利于提高光伏发电效率。
11、与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果：
12、(1)该制备方法可以较好的平衡玻璃表面粗糙度和玻璃透明度，且操作简单、设备简单。
13、(2)该材料用于太阳能电池板，可以提高太阳能电池板的发电效率，实现能源的利用率提高。
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1.一种超疏水透明玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a）中，PDMS:DBTDL:TEOS的质量比为（5~1）:0.1:1；PDMS:正己烷固液比为5~1g：120mL；所述搅拌时间不小于1小时；所述浸涂不少于3次。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a）中，PDMS:DBTDL:TEOS的质量比为4:0.1:1；PDMS:正己烷固液比为4g：120mL；所述搅拌时间为1小时；所述浸涂次数为3次。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a）中，马弗炉中退火温度为400℃～550℃；所述退火时间不小于3 h。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a）中，马弗炉中退火温度为500℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b）中，HDTMS：超纯水：无水乙醇的体积比为3：10：87；所述超声时间不小于1h，所述搅拌时间不小于5h；所述冷藏温度为7-8℃。
7.根据权利要求1所述的制备方
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c）中，喷涂的次数为2次。
9.权利要求1-8中任一项所述的制备方法得到的超疏水玻璃在制造太阳能电池板中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种超疏水透明玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a）中，pdms:dbtdl:teos的质量比为（5~1）:0.1:1；pdms:正己烷固液比为5~1g：120ml；所述搅拌时间不小于1小时；所述浸涂不少于3次。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a）中，pdms:dbtdl:teos的质量比为4:0.1:1；pdms:正己烷固液比为4g：120ml；所述搅拌时间为1小时；所述浸涂次数为3次。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a）中，马弗炉中退火温度为400℃～550℃；所述退火时间不小于3 h。
【专利技术属性】
技术研发人员：金士威，向珍，付浚榕，陈连清，李春涯，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：
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