沉积多孔抗反射层的方法，和具有抗反射层的玻璃技术

本发明专利技术涉及沉积多孔抗反射层的方法，和具有抗反射层的玻璃。具体地，本发明专利技术涉及一种沉积抗反射层的方法，其中在通过溶胶－凝胶法制备的含氧化钛基体中嵌入玻璃颗粒。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种沉积多孔抗反射层的方法和具有抗反射层的玻璃。更具体地，本专利技术涉及一种用于太阳能应用的抗反射玻璃。
技术介绍
用于太阳能应用的抗反射玻璃是已知的。 尤其地，使用多孔抗反射层是已知的。例如，在德国公开文本DEIO 2005 007825Al中描述了一种沉积多孔抗反射层的方法。在这种多孔抗反射层中发生涂层材料和空气的混合，因此降低了涂层的有效折射率。 US 2007/0017567 Al描述了自清洁表面，尤其用在太阳能模块中。光催化活性组分嵌在基体中。层的厚度是200nm。在这个范围内，Ti02层是视觉可见的。从20nm往上，层显示出自身的颜色(最初是黄色，然后红色、蓝色和绿色)，以及从5nm往上，在太阳光谱中发生反射。而且，由于其在基体中的综合作用，光催化材料的作用是非常受限的，从而只有那些从在其上表面的层中突出的颗粒才有活性。所描述的基体组分包括可被光催化分解的有机组分。在太阳能模块所述的散射层(反射表面)上，导致这些情况下的粉化现象可能不会被注意到，然而，粉化现象会产生使透光度下降的折射中心。 更进一步地，通过溶胶_凝胶技术应用这种多孔抗反射层是已知的。 对于太阳能玻璃的抗反射层的要求是很高的，尤其是对于光伏应用。玻璃在整个可见光光谱以及在近红外区中应该具有尽可能高的透光度能。因此，抗反射层应该具有尽可能低的折射率。 与此同时，也期望抗反射层具有数十年的环境抗性。还有，对于这种抗反射层也十分需要其抗磨损性能。 已经发现传统的多孔抗反射层相当容易污染，因此引起了透光度能损失。另一方面，如果经常清洁抗反射层，反而会引起层受损和由此同样地引起透光度能损失。 作为建筑玻璃，具有含氧化钛涂层的玻璃是已知的。由于氧化钛和二氧化钛各自的光催化性能，发生玻璃的自清洁效果。这种玻璃也被称为自清洁玻璃。 由于氧化钛的高折射率以及相应的透光度损失，由传统方法制成的自清洁玻璃通常不适于太阳能应用，这归因于由氧化钛层反射导致的性能损失。
技术实现思路
专利技术目的 因此，本专利技术的一个目的在于提供一种方法，该方法可提供一种确保高透光度的自清洁抗反射层。 更具体地，本专利技术的目的是提供一种具有低折射率的自清洁抗反射层。 本专利技术更进一步的目的是提供一种具有环境抗性、抗磨损性的自清洁性涂层。 专利技术概述 根据任意的独立权利要求，通过分别应用多孔抗反射层的沉积方法和用于室外应用、尤其是用于建筑和太阳能应用的玻璃，已经实现了本专利技术的目的。 为本专利技术目的，玻璃被限定为基本透明的玻璃、玻璃陶瓷或适于盘形式的透明塑料(例如钠钙玻璃、80110 1^0八丁@、太阳能玻璃等)、所有的玻璃陶瓷(优选透明玻璃陶瓷，如1108八乂@、 ZERODUI^等)、和透明光学塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯、环烯共聚物，聚碳酸酯等)。优选使用平板玻璃，然而，本专利技术并不限于板状基材。 在各个从属权利要求中阐明本专利技术的优选实施方案和调整方式。本专利技术涉及一种沉积多孔抗反射层的方法。抗反射层是通过溶胶-凝胶法沉积的。 令人惊讶地，已经发现氧化钛并未引起多孔抗反射层的光学性能上任何明显的退化。 而且，本专利技术的层具有与其它多孔抗反射层相当的折射率，所述其它多孔抗反射层如那些基于二氧化硅颗粒和二氧化硅基体的，因而展现出了非常好的抗反射性能并具有额外的光学催化活性表面。 根据本专利技术，使用含钛前体，并且将颗粒、特别是纳米颗粒加入到溶胶_凝胶溶液中，例如氧化硅或纳米颗粒形式的二氧化硅。 在本专利技术的方法中，含钛前体从而促进了含氧化钛基体的形成。优选地，由水解和縮合形成的基体在热处理后主要由含10_50%残余有机物量的非晶氧化钛构成。通过热处理去除残余有机物，并且形成了结晶或部分结晶的1102基体，优选以锐钛矿变体的形式。纳米级的结晶或部分结晶Ti02的结晶尺寸优选为4-35nm，更优选为8-25nm。基体中嵌有纳米颗粒，尤其是含氧化硅的纳米颗粒。形成基体的氧化钛优选具有1_25%的微孔或中孔 根据本专利技术的合成路线是通过这样的事实来实现的，即形成基体的Ti02只在Si02颗粒之间和/或之上形成。以这种方式，获得了光催化活性1102的大的可接触表面，同时层中的Ti02的质量分率和体积分率分别都很小。以这种方式，虽然获得了高的Ti02折射率，但非晶_晶体复合层的折射率却很低。 已经发现，例如与那种以颗粒形式，尤其以晶体纳米颗粒形式加入二氧化钛的方法不同，由本专利技术的方法制备的层的光学性能，与由含硅前体制备的涂层相比，并没有明显的变化。 因此，本专利技术的方法可以制备折射率低于1. 38，优选低于1. 34，最优低于1. 30的抗反射层。 在本专利技术的优选实施方案中，颗粒，尤其是纳米颗粒，具有小于或等于1. 7的折射率，优选小于或等于1. 6，最优小于或等于1. 55。 因此，根据本专利技术的具有抗反射层的玻璃具有高透光度。尤其是，可以提供这样的玻璃，在450-800nm的整个波长范围内，所述玻璃具有至少85%的透光度，优选至少90%的透光度和最优至少95%的透光度。 已经进一步发现，在整个层中相对少量的氧化钛，尤其是少于40%，优选少于20 %和最优选少于15wt % ，就足以提供自清洁作用了 。 尤其使用了这样的溶胶-凝胶溶液，其中颗粒与前体的比例在O. 1-0. 9之间，优选0. 7-0. 8，比例以wt^计算。4 尤其本专利技术提供了一种这样的玻璃，其中所加入的颗粒占最终抗反射层的至少60wt % ，优选至少70wt %和最优选至少80wt % 。 尤其本专利技术提供了一种这样的玻璃，其中本专利技术的抗反射层具有20-40vol^的孔隙率(开孔)。由于所述孔被空气充满，得到了期望的折射率。 已经证明，粒径在l-100nm之间，优选在3_70纳米之间，最优在6-30nm之间的纳米颗粒特别适合。 优选地，颗粒是由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷制成的。使用这种纳米颗粒，可以得到高透明层。 在本专利技术的一种变体中，涂层溶液可以含有不同尺寸的纳米级颗粒，优选Si02颗粒。尤其可以考虑加入至少两种不同尺寸分数的颗粒。而且，以求和通式Si(ORh、RSi (OR) 3(R =甲基，乙基，苯基)表示的硅醇盐可以成为涂层溶液的组分。 前体可以包括例如钛卤化物、硝酸钛、硫酸钛和/或四烷基钛酸盐(钛的四醇盐)。尤其是可预期将钛的四乙醇盐和钛的四丙醇盐作为前体。 在本专利技术的一个优选实施方案中，利用了一种水解-稳定的含钛前体以稳定地保持含有非晶钛的Ti02前体在溶液中与含有纳米胶状分散的Si02颗粒的水基分散液相结合。 因此，在溶胶合成中首先钛前体与络合配位体反应。例如使用乙酰乙酸乙酯、2，4_戊二酮(乙酰丙酮)、3， 5-庚二酮、4， 6-壬二酮或3-甲基-2， 4-戊二酮(2-甲基乙酰丙酮)、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、l，3-丙二醇、l，5-戊二醇，羧酸类如乙酸、丙酸、乙氧基乙酸、甲氧基乙酸、聚醚羧酸类(例如乙氧基乙氧基乙酸)、柠檬酸、乳酸、甲基丙烯酸、丙烯酸作为络合配位体。 这里，络合配位体与钛前体的摩尔比优选是5-0. 1，更优选是2-0. 6，最优选是1. 2-0. 8。 对颗粒的颗粒尺寸分布并无限制。为了获得最优的颗粒分布，优选的实施方案利用不同尺寸颗粒的混合物。特别优选的是其中较小的颗粒分布填充了较大颗粒空隙的混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沉积多孔抗反射层的方法，其中通过溶胶－凝胶法沉积所述抗反射层，其特征在于使用含钛前体以及在于向溶胶－凝胶溶液中加入颗粒，尤其是纳米颗粒。

【技术特征摘要】
DE 2008-11-11 102008056792.2一种沉积多孔抗反射层的方法，其中通过溶胶-凝胶法沉积所述抗反射层，其特征在于使用含钛前体以及在于向溶胶-凝胶溶液中加入颗粒，尤其是纳米颗粒。2. 如前述权利要求所述的沉积抗反射层的方法，其特征在于所述颗粒包括颗粒形式的 氧化硅。3. 如前述任一项权利要求所述的沉积抗反射层的方法，其特征在于在溶胶_凝胶溶液 中颗粒与前体之比在0. 1-0. 9之间，优选在0. 7-0. 8之间。4. 如前述任一项权利要求所述的沉积抗反射层的方法，其特征在于所述颗粒的尺寸在 l-100nm之间，优选3-70纳米，更优选6_30nm。5. 如前述任一项权利要求所述的沉积抗反射层的方法，其特征在于在300-100(TC之 间，优选450-700 °C之间，更优选500-700 °C之间的温度下烧结溶胶凝胶层。6. 如前述任一项权利要求所述的沉积抗反射层的方法，其特征在于在玻璃基材上沉积 所述抗反射层，其中所述玻璃基材是经过预压的，尤其在烧结所述抗反射层的过程中。7. 如前述任一项权利要求所述的沉积抗反射层的方法，其特征在于将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：因卡亨策，马蒂亚斯布克梅尔，加布里埃利罗默尔朔伊尔曼，汉斯约阿希姆施米特，哈里恩格尔曼，彼得察赫曼，
申请(专利权)人：肖特公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]