專利名稱：酸腐蝕制備減反射玻璃的方法
技術領域：
本發明涉及玻璃表面處理方法，特別涉及酸腐蝕制備減反射玻璃的方法。采用酸腐蝕法制備出的減反射玻璃適用于太陽能光熱和光電材料、建筑用玻璃、溫室玻璃墻及裝飾用玻璃。
背景技術：
近年來，全世界對新能源的需求極大地促進了太陽能利用技術的發展，中國已成 為光伏和光熱產品的最大生產國，但無論是光伏還是光熱裝置大多都采用透光性良好的玻璃作為保護或隔離材料，如果能將玻璃表面的反射消除，就可以增加太陽光的透過率，從而進一步提高光電或光熱轉換效率，具有良好的經濟效益；目前建筑用玻璃幕墻通常反射率較高，不但造成嚴重的光污染，而且降低室內采光率，使用減反射玻璃不但可以大大減少光污染而且使得建筑內采光率提高；溫室玻璃墻體使用減反射玻璃可以增大太陽光的透射率，提高太陽光利用率；目前裝飾用玻璃如展柜等因其較高的反射率使得展示效果降低，使用減反射玻璃可以使人們得到最佳的欣賞效果。在光學和激光技術領域，最常用的減反射方法是采用物理蒸發法(電子槍蒸鍍或磁控濺射等)在玻璃表面鍍制單層或多層減反射膜，這種方法對于光學和激光儀器中的小型光學元件能夠實現比較理想的減反射效果。但要在大于I平方米的大面積光伏玻璃上鍍制透過率達到96%以上、且帶寬能滿足太陽能電池吸收波段的減反射薄膜，以現有的物理法技術能力而言，無論從工藝還是設備上都很難做到。即便花巨資制造專門的設備實現了上述要求，那么其高昂的產品成本也很難被用戶接受。因此，目前全世界幾乎所有的光伏玻璃減反射技術研究都集中到了溶膠-凝膠法(Sol-Gel法)方面，雖然一些文獻報道的Sol-Gel法可見光波段透過率可以達到96%以上，但Sol-Gel方法工業化應用的效果并不理想，如日本的旭銷子、英國的Pilkington、中國江蘇的亞瑪頓和秀強等公司采用噴涂或浸涂生產設備制備的大面積光伏玻璃可見光透過率僅僅達到94%左右，無論是透過率還是減反射帶寬都離太陽能電池的減反射期望還有較大差距。實際上由于Sol-Gel法減反射膜層垂直于表面方向的折射率分布比較均勻、并且膜層厚度難于精確控制，根據減反射理論可知這一特性注定了應用該方法的減反射性能和帶寬都不會太好。另外一種有效的減反射技術是腐蝕法，這是1817年由德國的Fraunhofe發現的一種古老的減反射技術。近年來,丹麥的Sunarc Technology公司發展了腐蝕法減反射技術,實現了大面積玻璃的減反射,其產品的可見光波段透過率達到了 96%以上，并且其斜入射的透過率較好、生產成本也比較低，這是目前已知最優秀的光伏玻璃減反射技術實例。但該公司既不發表論文、也不申請專利，其他研究者無法了解該方法的技術細節，因此該項技術除Sunarc外無法大規模推廣應用。

發明內容
本發明是針對目前光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾等玻璃需要降低反射率、提高透過率和消除光污染的需求發明的一種減反射效果好、成本低的減反射玻璃制備方法。
為達到上述目的，本發明采用的制備方法為酸腐蝕制備減反射玻璃的方法，先將玻璃基體放入酸溶液腐蝕槽內腐蝕，取出洗凈后放入烘箱內烘干得到減反射玻璃。所用玻璃基體為用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室或裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃，玻璃基體放入酸溶液前，其表面需用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。市場上常見清洗劑即可。將沖洗干凈的玻璃基體放入酸溶液腐蝕槽內，所述的酸溶液含有HF、H2SO4, HC1、HN03、H3PO4或H3BO3中的一種或多種，其中HCl、H3BO3不可以單獨使用；并在槽內放置O. 5 48h,取出后用去尚子水沖洗干凈。所用酸溶液濃度為HFO. 001 1%、H2SO4 O. 001 5%、HCl O. 001 5%、HNO3 O. 001 5%、H3P04 O. 001 5%、H3B03 O. 001 5%。將經過酸溶液腐蝕的玻璃基體放入10(T500°C的烘干箱內，烘干l(Tl20min，關閉烘箱加熱開關，自然降溫到50°C時從烘箱中取出，得到減反射玻璃。本發明的有益效果為實現了大面積玻璃的減反射，成本低，玻璃的減反射性能好、透過率高，可見光透過率超過97%。從而增加了太陽光利用率、提高了光電或光熱轉換效率、增加了視覺清晰度、降低了光污染。


圖I所示為實施例I減反射玻璃和未經減反射處理的玻璃基體透過率與反射率對比曲線圖。
具體實施例方式實施例I :
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃(鈉鈣硅體系玻璃)基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有濃度為1%的HF溶液腐蝕槽內，并在槽內放置10h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入200°C的烘干箱內，烘干50min，關閉烘箱加熱開關，自然降溫至50°C時從烘箱中取出，得到減反射玻璃。測量所得減反射玻璃透過率與反射率，見圖I。圖中“原片玻璃”即為未經減反射處理的用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃(鈉鈣硅體系玻璃)基體，其在減反射處理前透過率為91%左右，反射率為8%左右。采用減反射處理后玻璃可見光透過率可達97%、反射率小于3%。實施例2:
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有濃度為O. OOP/oHF溶液和5% H3PO4溶液的腐蝕槽內，并在槽內放置2h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入300°C的烘干箱內，烘干100分鐘，關閉烘箱加熱開關，自然降溫到50°C時從烘箱中取出，得到減反射玻璃。實施例3
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na20-Ca0-Si02體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有 O. 003%HF、1%H2S04,0 . 001%HC1、0· 001%ΗΝ03 >0. 001%Η3Ρ04 和 5%Η3Β03 溶液的腐蝕槽內，并在槽內放置O. 5h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入500°C的烘干箱內，烘干10分鐘，關閉烘箱加熱開關，自然降溫到50°C時從烘箱中取出，得到減反射玻璃。實施例4:
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有O. 02%HF、1. 8%H2S04、0. 1%HC1和O. 001% H3BO3溶液的腐蝕槽內，并在槽內放置2h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入400°C的烘干箱內，烘干30分鐘，關閉烘箱加熱開關，自然降溫到50°C時從烘箱中取出，得到減反射玻璃。 實施例5:
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有O. OOP/oHF,O. 001%H2S04、5%HC1、0. 001%HN03> 1%H3P04溶液的腐蝕槽內，并在槽內放置5h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入100°C的烘干箱內，烘干120分鐘，關閉烘箱加熱開關，自然降溫至50°C時從烘箱中取出，得到減反射玻璃。實施例6:
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na20-Ca0-Si02體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有O. OOP/oHF,2. 2%H2S04、5%HN03及0. 3% H3BO3溶液的腐蝕槽內，并在槽內放置20h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入500°C的烘干箱內，烘干20分鐘，關閉烘箱加熱開關，自然降溫到50°C時從烘箱中取出，得到減反射玻璃。實施例7:
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有5%H2S04溶液的腐蝕槽內，并在槽內放置40h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入300°C的烘干箱內，烘干90分鐘，關閉烘箱加熱開關，自然降溫到50 0C時從烘箱中取出，得到減反射玻璃。
實施例8:
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用Na20-Ca0-Si02體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有3. 7%HN03溶液的腐蝕槽內，并在槽內放置48h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入450°C的烘干箱內，烘干20分鐘，關閉烘箱加熱開關，自然降溫到50°C時從烘箱中取出，得到減反射玻璃。實施例9
將需要做減反射處理的用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用 Na20-Ca0-Si02體系玻璃基體表面用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。將玻璃基體放入含有5%H3P04溶液的腐蝕槽內，并在槽內放置35h，取出后用去離子水沖洗干凈。將清洗干凈的玻璃基體放入500°C的烘干箱內，烘干20分鐘，關閉烘箱加熱開關，自然降溫 到50°C時從烘箱中取出，得到減反射玻璃。
權利要求
1.酸腐蝕制備減反射玻璃的方法，其特征在于先將玻璃基體放入酸溶液腐蝕槽內腐蝕，取出洗凈后放入烘箱內烘干得到減反射玻璃。
2.如權利要求I所述的酸腐蝕制備減反射玻璃的方法，其特征在于所用玻璃基體為用壓延法或浮法生產的光伏、光熱、建筑、溫室或裝飾用Na2O-CaO-SiO2體系玻璃，玻璃基體放入酸溶液前，其表面需用清洗劑清洗干凈，然后再用去離子水沖洗干凈。
3.如權利要求I或2所述的酸腐蝕制備減反射玻璃的方法，其特征在于將沖洗干凈的玻璃基體放入酸溶液腐蝕槽內，所述的酸溶液含有HF、H2SO4, HCl、HNO3> H3PO4或H3BO3中的一種或多種，其中HCUH3BO3F可以單獨使用；并在槽內放置0. 5 48h，取出后用去離子水沖洗干凈。
4.如權利要求3所述的酸腐蝕制備減反射玻璃的方法，其特征在于所用酸溶液濃度為HF 0. 001 1%、H2SO4 0. 001 5%、HCl 0. 001 5%、HNO3 0. 001 5%、H3PO4 0. 001 5%、H3BO30.001 5%。
5.如權利要求4所述的酸腐蝕制備減反射玻璃的方法，其特征在于將經過酸溶液腐蝕的玻璃基體放入10(T50(TC的烘干箱內，烘干l(Tl20min，關閉烘箱加熱開關，自然降溫到·50 0C時從烘箱中取出，得到減反射玻璃。
全文摘要
本發明涉及Na2O-CaO-SiO2體系玻璃基體利用酸腐蝕法制備減反射玻璃的方法。其目的在于降低光伏、光熱、建筑、溫室及裝飾用玻璃表面的反射率、增大透射率，從而增加太陽光利用率、提高光電或光熱轉換效率、增加視覺清晰度、降低光污染。本發明的目的是采用下述技術方案實現的先將玻璃基體放入酸溶液的腐蝕槽內腐蝕，取出洗凈后放入烘箱內烘干得到減反射玻璃。本發明的有益效果為成本低，玻璃的減反射性能好、透過率高，可見光透過率可達97%。
文檔編號C03C15/00GK102795784SQ20121033177
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者劉立強, 張淑國, 于巖 申請人:山東建筑大學