【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种自清洁-辐射制冷-除冰一体化功能涂层及其制备方法和应用，属于功能性防护涂层及其制备。
技术介绍
1、太阳能发电技术具有可靠性高、成本低、不受资源分布和地域限制等优势，是人类直接获得洁净能源的发展趋势。目前，光伏面板表面的沙尘堆积问题日益严重，影响光伏组件的透光率，灰尘进入太阳能电池内部则会对其元件造成严重损害。部分太阳光被表面的灰尘吸收产热，传递给太阳能电池，进一步提升了表面温度，引起光电材料的晶格膨胀，带隙减小，反向电流密度(j0)增大，光电转换效率下降。研究表明，温度每升高10℃，晶硅电池的光电转换效率将下降4％～5％。并且冬季太阳能电池出现表面结冰问题，也将降低太阳能电池板表面透光率，导致发电效率降低，其产量损失可高达100％。因此，对太阳能电池板表面进行自清洁-降温-除冰的防护至关重要。
2、为减少太阳能电池板表面沙尘与冰雪覆盖，以及夏季电池板过热的问题，科学家研究了多种方法。其中机器人除尘法能够清理太阳能电池板表面灰尘，但需要配套的充电装置、维修设备和系统。而人工除冰法能够按时清理表面冰雪，但除冰效率低，人力成本过高，易损坏太阳能电池板。射流冲击冷却技术可应用于散热，但是由于太阳能电池一般建在高原荒漠地区，水资源较为匮乏，并不适合部分太阳能电站使用。综上，目前缺乏一种能够实现同时解决沙尘与冰雪覆盖，以及夏季电池板过热的问题的方案。
3、对此，制备自清洁、辐射制冷、除冰一体化的多功能涂层有望解决上述问题。涂层防护法对太阳能电池板性能影响小，且具有制备简单，成本低廉，能够集成多种功
技术实现思路
1、本专利技术针对现有太阳能电池板应用过程中存在的表面易被沙尘与冰雪覆盖，以及夏季电池板过热的问题，提供一种自清洁-辐射制冷-除冰一体化功能涂层及其制备方法和应用。
2、本专利技术的技术方案：
3、本专利技术的目的之一是提供一种自清洁-辐射制冷-除冰一体化功能涂层的制备方法，具体的包括以下步骤：
4、(1)采用磁控溅射法制备ito薄膜，退火处理后备用；
5、(2)采用等离子处理方式对退火后的ito薄膜的表面进行预处理；
6、(3)采用溶胶凝胶法制备pdms-sio2溶胶；
7、(4)将pdms-sio2溶胶旋涂在经过预处理的ito薄膜上，空气气氛下热处理，然后使用低表面能改性剂溶液浸泡改性，加热固化，得到自清洁/辐射制冷/除冰涂层。
8、进一步限定，(1)中磁控溅射法制备ito薄膜的工艺参数为：靶材由in2o3和sno2按照原子百分比为90:10混合而成，镀膜温度为280～600℃，氩气流量为50sccm，氧气流量为0～0.3sccm，靶基距为10～20cm，溅射功率为23～38w。
9、更进一步限定，镀膜温度为360℃。
10、更进一步限定，镀膜温度为440℃。
11、更进一步限定，镀膜温度为520℃。
12、更进一步限定，氧气流量为0.1sccm。
13、更进一步限定，氧气流量为0.2sccm。
14、更进一步限定，靶基距为15cm。
15、更进一步限定，溅射功率为28w。
16、更进一步限定，溅射功率为33w。
17、更进一步限定，制备ito薄膜的基底是依次使用无水乙醇、丙酮、去离子水和无水乙醇超声清洗10～30min，然后置于装有无水乙醇的烧杯中备用的3cm×3cm石英玻璃试片。
18、进一步限定，(1)中退火处理温度为300～400℃，时间为30min。
19、进一步限定，(1)得到的ito薄膜的厚度为40～400nm。
20、更进一步限定，(1)得到的ito薄膜的厚度为100nm。
21、更进一步限定，(1)得到的ito薄膜的厚度为135nm。
22、更进一步限定，(1)得到的ito薄膜的厚度为185nm。
23、更进一步限定，(1)得到的ito薄膜的厚度为220nm。
24、进一步限定，(2)中等离子处理参数为：气体种类是氧气，流量为5slpm，功率为80w，时间为5min。
25、进一步限定，(3)的操作包括以下步骤：
26、步骤1，将盐酸/乙醇水溶液缓慢加入到硅酸四乙酯/乙醇溶液中，搅拌后密封陈化，得到sio2溶胶；
27、步骤2，将sio2/乙醇溶液加入到sio2溶胶中，加入锆珠后搅拌，超声分散，得到sio2-乙醇溶胶；
28、步骤3，将固化后的pdms依次进行研磨和球磨处理，得到pdms溶液，将pdms溶液与sio2-乙醇溶胶混合，得到pdms-sio2溶胶。
29、更进一步限定，步骤1中硅酸四乙酯/乙醇溶液由硅酸四乙酯和无水乙醇按照摩尔比为1:6～10混合而成。
30、更进一步限定，步骤1中硅酸四乙酯、水和盐酸的摩尔比为1:4:0.05。
31、更进一步限定，硅酸四乙酯和无水乙醇的摩尔比为1:7。
32、更进一步限定，硅酸四乙酯和无水乙醇的摩尔比为1:8。
33、更进一步限定，硅酸四乙酯和无水乙醇的摩尔比为1:9。
34、更进一步限定，步骤1中陈化时间为6～10h。
35、更进一步限定，陈化时间为8h。
36、更进一步限定，步骤2中sio2/乙醇溶液由粒径为15nm的疏水sio2与无水乙醇按照质量比为1:60～70混合而成。
37、更进一步限定，步骤2中sio2/乙醇溶液和sio2溶胶的质量比为1:8～14。
38、更进一步限定，sio2/乙醇溶液和sio2溶胶的质量比为1:10。
39、更进一步限定，sio2/乙醇溶液和sio2溶胶的质量比为1:12。
40、更进一步限定，步骤3中pdms固化温度为300～400℃，时间为4～6h。
41、更进一步限定，步骤3中研磨处理为将固化后的pdms、乙醇和锆珠按照质量体积比为5g：20ml：20g混合后进行研磨，得到的研磨液在60～80℃干燥4h后，得到微黄色颗粒。
42、更进一步限定，步骤3中研磨处理为：将研磨得到的微黄色颗粒与乙醇按照质量体积比为2.5g：10ml混合后，采用锆珠进行球磨处理20h，得到pdms溶液。
43、更进一步限定，步骤3得到的pdms-sio2溶胶中pdms和sio2-乙醇溶胶的质量比为1:2～10。
44、更进一步限定，pdms和sio2-乙醇溶胶的质量比为1:4。
45、更进一步限定，pdms和sio2-乙醇溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自清洁-辐射制冷-除冰一体化功能涂层的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(1)中磁控溅射法制备ITO薄膜的工艺参数为：靶材由In2O3和SnO2按照原子百分比为90:10混合而成，镀膜温度为280～600℃，氩气流量为50sccm，氧气流量为0～0.3sccm，靶基距为10～20cm，溅射功率为23～38W；退火处理温度为300～400℃，时间为30min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(1)得到的ITO薄膜的厚度为40～400nm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(2)中等离子处理参数为：气体种类是氧气，流量为5slpm，功率为80W，时间为5min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(3)的操作包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，得到的PDMS-SiO2溶胶中PDMS和SiO2-乙醇溶胶的质量比为1:2～10，SiO2-乙醇溶胶中SiO2/乙醇溶液和SiO2溶胶的质量比为1:8～14，SiO2/
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(4)中低表面能改性剂为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、甲氧基三甲基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十八烷基三氯硅烷、六甲基二硅胺烷或十八烷基三乙基硅烷。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(4)中热处理温度为550℃，时间为2～4h；加热固化温度为80℃，时间为15～30min。
9.一种权利要求1～8任一项所述的方法制备得到的自清洁-辐射制冷-除冰一体化功能涂层。
10.一种权利要求9所述的自清洁-辐射制冷-除冰一体化功能涂层的应用，其特征在于，用于太阳能电池板的表面防护。
...【技术特征摘要】
1.一种自清洁-辐射制冷-除冰一体化功能涂层的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(1)中磁控溅射法制备ito薄膜的工艺参数为：靶材由in2o3和sno2按照原子百分比为90:10混合而成，镀膜温度为280～600℃，氩气流量为50sccm，氧气流量为0～0.3sccm，靶基距为10～20cm，溅射功率为23～38w；退火处理温度为300～400℃，时间为30min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(1)得到的ito薄膜的厚度为40～400nm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(2)中等离子处理参数为：气体种类是氧气，流量为5slpm，功率为80w，时间为5min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，(3)的操作包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪新智，段依彤，郭宝，胡宁盟，韩骁，石龙杰，吴晓宏，李杨，卢松涛，洪杨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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