一種鈣鈦礦太陽電池納米二氧化鈦溶膠和骨架膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鈣鈦礦太陽電池納米二氧化鈦溶膠和骨架膜的制備方法，在小粒徑的納米TiO2溶膠中加入了大粒徑的納米SiO2溶膠和少量小粒徑的有機(jī)硅納米樹脂溶膠，小粒徑的納米TiO2和大粒徑的納米SiO2發(fā)生共聚反應(yīng)，并包裹在大粒徑納米SiO2粒子表面形成核殼結(jié)構(gòu)納米TiO2粒子，少量小粒徑的有機(jī)硅納米樹脂再進(jìn)一步部分包裹核殼結(jié)構(gòu)納米TiO2粒子，使其牢固地粘結(jié)在襯底材料表面上和相互結(jié)合形成核殼結(jié)構(gòu)納米TiO2骨架膜。本發(fā)明采用核殼結(jié)構(gòu)納米TiO2粒子解決了納米TiO2骨架膜附著力和孔容度之間的矛盾，并在骨架膜中引入柔性分子基團(tuán)，進(jìn)一步增強(qiáng)了膜層附著力強(qiáng)，從而免去了納米TiO2骨架膜的高溫?zé)Y(jié)過程。
【專利說明】
一種鈣鈦礦太陽電池納米二氧化鈦溶膠和骨架膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種鈣鈦礦太陽電池納米二氧化鈦溶膠和骨架膜的制備方法，特別是一種免燒結(jié)核殼結(jié)構(gòu)納米二氧化鈦骨架膜的制備方法，屬于新能源和新材料領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]基于有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光吸收材料制備的太陽能電池被稱為鈣鈦礦太陽電池，目前其光電轉(zhuǎn)換效率已超過20%，未來可望達(dá)到50%。鈣鈦礦太陽電池只需將鈣鈦礦光吸收材料負(fù)載在納米骨架材料上就能制成鈣鈦礦光吸收層和實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，不僅容易大規(guī)模生產(chǎn)，而且預(yù)期制造成本很低，期望技術(shù)突破能給太陽能產(chǎn)業(yè)帶來新希望，將來制成彩色薄膜電池裝飾安裝在建筑物表面促進(jìn)光伏一體化建筑發(fā)展。
[0003]鈣鈦礦太陽電池通常是由透明導(dǎo)電玻璃、致密層、鈣鈦礦光吸收層、空穴傳輸層、金屬背電極五部分組成，其中，鈣鈦礦光吸收層是其最關(guān)鍵部分，由鈣鈦礦光吸收材料和作為骨架的多孔納米材料膜構(gòu)成。常用的骨架納米材料包括納米Ti02、Al203、Zr02、Si02、Zn0、Sn02、W03、Re0、BaSn03、SrTi03等，其中，最常用的是納米Ti02。骨架納米材料的組成、形貌結(jié)構(gòu)和制備工藝對鈣鈦礦光吸收層性能影響很大。骨架納米材料除作為鈣鈦礦光吸收材料的支持骨架外，還可以傳輸電子，改善光吸收材料結(jié)晶結(jié)構(gòu)和增大1丐鈦礦光吸收材料表面積，從而提升鈣鈦礦光吸收層的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0004]納米T12粒子有銳鈦型、板鈦型和金紅石型三種晶型，有球狀、針狀和片狀等多種粒子形態(tài)，2-100nm寬廣的粒徑范圍，根據(jù)用途選擇市售或自制的納米T12粒子，加入分散劑、穩(wěn)定劑和其它添加劑將其分散在溶劑中，制成3%_40%的容易涂布的各種型號的高分散納米T12漿料或膠體。目前已有少量商品化高分散納米T12漿料供應(yīng)，其中，澳大利亞Dyesol公司的高分散納米T12漿料技術(shù)水平高，現(xiàn)處于試用評價階段。
[0005]納米T12漿料或膠體調(diào)整粘度后可以采用旋轉(zhuǎn)涂布法、刮板法、輥涂法或噴涂法涂布在基體材料上，溶劑揮發(fā)干燥后在基體表面形成多孔膜，膜層孔容度主要由漿料或膠體的組成決定，膜層厚度可以通過納米T12漿料或膠體的粘度和涂布速度調(diào)整，要求納米骨架膜能牢固地附著在基體表面上。
[0006]納米T12骨架膜制備方法主要有高溫?zé)Y(jié)法和溶膠-凝膠法。高溫?zé)Y(jié)法是先將納米T12漿料或膠體涂布在基體上，當(dāng)納米T12粒徑較大或膜層較厚時，干燥成膜過程中常出現(xiàn)起皮和膜層脫落現(xiàn)象，需要在500°C高溫下處理使其燒結(jié)固定在基體上。高溫?zé)Y(jié)法加工成本高，也不能在柔性高分子材料襯底上使用，限制了其應(yīng)用范圍。溶膠-凝膠法是將納米Ti02膠體涂布在基體上，納米Ti02依靠分子間力或粘合劑牢固地附著在基體表面上，可在較低溫度下固化成膜，優(yōu)點(diǎn)是對基體材料選擇比較靈活，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
[0007]瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院發(fā)明專利US2015200377( 2015_07_16)公開了一種制備納米T12骨架膜的方法，先將四丁醇鈦和氫氟酸在180°C下混合反應(yīng)24h，冷卻后將所得白色沉淀離心分離，再用乙醇和去離子水洗滌、干燥后制得邊長為30nm，厚度為7nm的片狀納米T12粒子，將其分散后旋涂在導(dǎo)電玻璃的致密層上，厚度約500nm，在500°C退火處理0.5 h，在70°(:下將其用1^14水溶液處理0.5 h，用乙醇和去離子水洗滌后，再在500°C退火處理0.5 h，得到有納米T12骨架層的襯底材料。
[0008]韓國化學(xué)技術(shù)研究所發(fā)明專利US2016005547(2016-01-07)公開了一種制備納米T12骨架膜的方法，將鈦過氧化物絡(luò)合物熱分解得到平均粒徑50nm的納米T12粒子，將其與松油醇混合分散得到納米Ti02膏體，絲網(wǎng)印刷在導(dǎo)電玻璃的致密層上，厚度約600nm，在500°(:退火處理0.5 h，在60°C下將其用TiCU水溶液處理以提高納米T12骨架層表面積，再在500°C退火處理0.5 h，得到有納米T12骨架層的襯底材料，納米T12骨架層表面積為40m2/g°
[0009]日本理光公司發(fā)明專利US 2015279573 (2015-10-01)公開制備納米T12膜采用的方法，使用Dyesol公司制作的18NR-T型納米T12漿料，將其旋涂在導(dǎo)電玻璃的致密層上，厚度約30011111，150°(:下熱風(fēng)干燥，再在500°(:退火處理0.5 h，得到有納米T12骨架層的襯底材料。
[0010]天津市職業(yè)大學(xué)的發(fā)明專利CN104909404(2015-09-16)公開了一種溶膠-凝膠法制備穩(wěn)定性納米Ti02膠體方法，直接制備了透光性良好的銳鈦型納米Ti02粒子，不再依賴高溫處理過程實(shí)現(xiàn)納米T12轉(zhuǎn)晶，目前測試作為鈣鈦礦光吸收層骨架納米材料的適用性。
[0011 ]現(xiàn)有鈣鈦礦太陽電池納米二氧化鈦骨架層需要經(jīng)過5000C以上高溫?zé)Y(jié)過程，制備工藝復(fù)雜和成本高，不能在高分子透明材料上應(yīng)用，限制了高分子薄膜鈣鈦礦太陽電池發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明目的是提供一種鈣鈦礦太陽電池納米T12溶膠，采用核殼結(jié)構(gòu)納米T12粒子，解決了納米T12骨架膜附著力和孔容度之間的矛盾，并在骨架膜中引入柔性分子基團(tuán)，進(jìn)一步增強(qiáng)了膜層附著力強(qiáng)，從而免去了納米T12骨架膜的高溫?zé)Y(jié)過程，對鈣鈦礦光吸收材料相容性好，可作為鈣鈦礦太陽電池光吸收層骨架材料。
[0013]本發(fā)明的原理是在小粒徑的納米T12溶膠中加入了大粒徑的納米S12溶膠和少量小粒徑的有機(jī)娃納米樹脂溶膠，小粒徑的納米Ti02和大粒徑的納米Si02發(fā)生共聚反應(yīng)，并包裹在大粒徑納米Si02粒子表面形成核殼結(jié)構(gòu)納米Ti02粒子，少量小粒徑的有機(jī)娃納米樹脂再進(jìn)一步部分包裹核殼結(jié)構(gòu)納米Ti02粒子，使其牢固地粘著在襯底材料表面和相互結(jié)合形成納米T12骨架膜。本發(fā)明有機(jī)硅納米樹脂是一種含有活性官能團(tuán)的自固化粘合劑，在150°C以下可以快速固化粘附在襯底材料表面。粒徑小的納米粒子表面積大，在襯底材料上的附著力極強(qiáng)，不用燒結(jié)就可以牢固地粘接在襯底表面上，但粒徑小的納米粒子骨架膜孔容度太小，核殼結(jié)構(gòu)納米粒子可以解決納米粒子附著力和孔容度之間的矛盾。核殼結(jié)構(gòu)納米T12骨架膜的孔容度和表面積可以通過納米Ti02、納米S12和有機(jī)硅納米粒子的形貌和粒徑控制。
[0014]本發(fā)明鈣鈦礦太陽電池納米T12溶膠由平均粒徑為5nm的納米T12溶膠、平均粒徑為40nm的納米S12溶膠、平均粒徑為1nm的有機(jī)硅納米樹脂溶膠和溶劑組成，溶膠中各組分所占質(zhì)量百分比如下:
平均粒徑為5nm的納米T121.5%-5%
平均粒徑為40nm的納米S120.9%-3% 平均粒徑為1nm的有機(jī)硅納米樹脂0.6%-2%
溶劑余量。
[0015]平均粒徑為5nm的納米T12溶膠由鈦酸四丁酯在乙醇水溶液中，以乙酸催化水解和聚合得到，為防止納米T12粒子凝聚和沉淀，加入乙酰丙酮作為絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑。它作為殼粒子可以包裹在大粒徑納米Si02粒子上，形成核殼結(jié)構(gòu)納米Ti02粒子。
[0016]平均粒徑為40nm的納米S12溶膠由正硅酸乙酯在乙醇水溶液中，以氨水催化水解和聚合得到，作為核殼結(jié)構(gòu)納米T i 02粒子的核粒子。
[0017]平均粒徑為1nm的有機(jī)硅納米樹脂溶膠由有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH550、有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH560、有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH570或其混合物在乙醇水溶液中，以乙酸催化水解和聚合得到。它作為粘合劑再進(jìn)一步部分包裹在核殼結(jié)構(gòu)的納米T12粒子上，進(jìn)一步增強(qiáng)了附著力強(qiáng)。
[0018]溶劑是C2-C6醇、C3-C6醚和乙酰丙酮的水溶液，通過溶劑揮發(fā)度和濃度可以控制成膜速度和溶膠的穩(wěn)定性。質(zhì)量百分濃度為3%_10%的核殼結(jié)構(gòu)納米二氧化鈦溶膠可以快速晾干，貯存穩(wěn)定期3-12個月。
[0019]原料鈦酸四丁酯、正硅酸乙酯、有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH550、有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH560、有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH570、乙酸、氨水、溶劑C2-C6醇、C3-C6醚和乙酰丙酮均為市售化學(xué)試劑。
[0020]本發(fā)明的另一目的是提供一種鈣鈦礦太陽電池納米二氧化鈦骨架膜的制備方法，采取的技術(shù)方案包括小粒徑納米Ti02溶膠制備、大粒徑納米Si02溶膠制備、有機(jī)娃納米樹脂溶液制備、核殼結(jié)構(gòu)納米T12溶膠制備、核殼結(jié)構(gòu)納米T12溶膠涂膜、核殼結(jié)構(gòu)納米T12骨架膜固化和評價，具體實(shí)施步驟為:
(1)在玻璃反應(yīng)器中分別加入無水乙醇、去離子水和質(zhì)量百分濃度為30%的乙酸，使溶液pH為2-3;將鈦酸四丁酯與乙酰丙酮等質(zhì)量混合均勻，滴加到玻璃反應(yīng)器溶液中，在不斷攪拌下使鈦酸四丁酯在5-10°C下進(jìn)行水解和聚合反應(yīng)l_2h，控制原料摩爾比為:鈦酸四丁酯:乙酰丙酮:去離子水:乙酸:乙醇=1:0.3:4-40:0.2-1:20-50，反應(yīng)生成質(zhì)量百分濃度為3%-5%的淡黃色納米T12溶膠，測得溶膠中納米粒子平均粒徑為5nm;
(2)在玻璃反應(yīng)器中分別加入無水乙醇、去離子水和氨水，使溶液pH為10-11;將正硅酸乙酯加入玻璃反應(yīng)器溶液中，控制原料摩爾比為:正硅酸乙酯:去離子水:氨水:乙醇=I:
4-40:0.2-1: 20-50，在10_30°C下進(jìn)行水解和聚合反應(yīng)24-72 h，得到納米S12堿性溶膠，加熱回流反應(yīng)0.5-2 h脫氨，并使納米S12粒子結(jié)晶長大，然后用質(zhì)量百分濃度為30%的乙酸調(diào)節(jié)溶膠PH為2-3，得到質(zhì)量百分濃度為5%-10%的納米S12酸性溶膠，測得溶膠中納米粒子平均粒徑為40nm;
(3)在玻璃反應(yīng)器中分別加入無水乙醇、去離子水和質(zhì)量百分濃度為30%的乙酸，使溶液pH為2-3;將有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH550、有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH560或有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH570加入玻璃反應(yīng)器溶液中，使其在室溫下進(jìn)行水解和聚合反應(yīng)24-72 h，控制原料摩爾比為:有機(jī)硅偶聯(lián)劑:去離子水:乙酸:乙醇=1:3-30:0.2-1:20-50，反應(yīng)生成質(zhì)量百分濃度為5%_10%的有機(jī)硅納米樹脂溶膠，測得溶膠中納米粒子平均粒徑為I Onm;
(4)在玻璃反應(yīng)器中先加入質(zhì)量百分濃度為5%-10%的納米S12酸性溶膠和溶劑，再滴加3%-5%的納米T12溶膠，在40-50°C下攪拌反應(yīng)4-8 h，使其共聚形成核殼結(jié)構(gòu)納米T12溶膠，冷卻到室溫，再加入5%-10%的有機(jī)硅納米樹脂溶膠，繼續(xù)攪拌反應(yīng)8-12 h，得到質(zhì)量百分濃度為3%_10%的有機(jī)硅納米二氧化鈦溶膠； (5)用針管將有機(jī)硅納米T12溶膠滴在有致密層的10mm)( 10mm摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃襯底上，用線棒涂布器涂布均勻，控制濕膜厚度3000-5000 nm，溶劑揮發(fā)晾干后膜層厚度為200-600nm，再用110-150°C熱風(fēng)干燥30分鐘，使溶膠完全固化，形成表面均勻的納米T12骨架膜；
(6)測得納米T12骨架膜表面積為40-60m2/g，對襯底材料表面附著力一級，可見光透過率70%-85%，通過濕熱試驗(yàn)測試。
[0021]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
(1)本發(fā)明納米T12骨架膜中含柔性分子基團(tuán)，膜層附著力強(qiáng)，可免去納米T12的高溫?zé)Y(jié)過程；
(2)本發(fā)明納米T12骨架膜是核殼結(jié)構(gòu)，解決了骨架膜的附著力和孔容度之間的矛盾；
(3)本發(fā)明納米T12骨架膜中有機(jī)硅納米樹脂部分包裹納米T12表面，降低了其光催化能力，應(yīng)用到鈣鈦礦太陽電池中可提高其化學(xué)穩(wěn)定性；
(4)本發(fā)明納米T12骨架膜表面具有一定的疏水性，不易吸附空氣中的水分，應(yīng)用到鈣鈦礦太陽電池中可提高其耐潮濕性能。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1
在10mL玻璃反應(yīng)器中分別加入無水乙醇10.4g、去離子水4g和質(zhì)量百分濃度為30%的乙酸4g(20mmol)，使溶液pH為2-3;將鈦酸四丁酯6.8g(20mmol)與乙酰丙酮溶劑6.8g(68mmol)混合均勻，滴加到玻璃反應(yīng)器溶液中，在不斷攪拌下使鈦酸四丁酯在5-10°C下進(jìn)行水解和聚合反應(yīng)l_2h，反應(yīng)生成質(zhì)量百分濃度為5%的淡黃色納米T12溶膠32g，測得溶膠中納米粒子平均粒徑為5nm。
[0023]在10mL玻璃反應(yīng)器中分別加入無水乙醇20g、去離子水4g和百分濃度為25%氨水0.4g(6mmol)，使溶液pH為10-11;將正硅酸乙酯5.3g(20mmol)加到玻璃反應(yīng)器溶液中，在10-30°C下進(jìn)行水解和聚合反應(yīng)24-72 h，得到納米S12堿性溶膠，加熱回流反應(yīng)0.5_2 h脫氨和使納米S12粒子結(jié)晶長大，然后用質(zhì)量百分濃度為30%的乙酸調(diào)節(jié)溶膠pH為2-3，得到質(zhì)量百分濃度為5%的納米S12酸性溶膠24g，測得溶膠中納米粒子平均粒徑為40nm。
[0024]在10mL玻璃反應(yīng)器中分別加入無水乙醇17.6g、去離子水2g和質(zhì)量百分濃度為30%的乙酸2g(1mmol)，使溶液pH為2_3;將有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH560 2.4g(1mmoI)滴加到玻璃反應(yīng)器溶液中，使其在室溫下進(jìn)行水解和聚合反應(yīng)24-72 h，反應(yīng)生成質(zhì)量百分濃度為10%的有機(jī)硅納米樹脂溶膠24g，測得溶膠中納米粒子平均粒徑為10nm。
[0025]在10mL玻璃反應(yīng)器中先加入無水乙醇46g，然后加入質(zhì)量百分濃度為5%的納米S12酸性溶膠18g，再加入質(zhì)量百分濃度為5%的淡黃色納米T12溶膠30g，在40-50 V下攪拌反應(yīng)4-8 h，使其共聚形成核殼結(jié)構(gòu)納米T12溶膠，冷卻到室溫，再加入10%的有機(jī)硅納米樹脂溶膠6g，繼續(xù)攪拌反應(yīng)8-12 h，得到納米T12質(zhì)量百分濃度為1.5%、納米S12質(zhì)量百分濃度為0.9%和有機(jī)硅納米樹脂質(zhì)量百分濃度為0.6%的溶膠100 go
[0026]用針管將制備的有機(jī)硅納米T12溶膠滴在有致密層的100mm)( 10mm摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃襯底上，用線棒涂布器涂布均勻，控制濕膜厚度3000-5000 nm，溶劑揮發(fā)晾干后膜層厚度為200-600nm，再用110-150°C熱風(fēng)干燥30分鐘，使溶膠完全固化，形成表面均勻的納米二氧化鈦骨架膜。制備的納米T12骨架膜表面積為40-60m2/g，在襯底材料表面的附著力一級，可見光透過率70%-85%，通過了濕熱測試，與高溫?zé)Y(jié)制備的納米二氧化鈦骨架膜性能相當(dāng)，符合鈣鈦礦太陽電池吸光層制備要求。
[0027] 實(shí)施例2
將PbI2試劑46.lg( 10mmol)和CH3NH31試劑15.9g( 10mmol)加入200g二甲基甲酰胺溶劑中，在60-70下°C下攪拌12 h，得到CH3NH3PbI3光吸收層涂布液。用針管將光吸收層涂布液滴在實(shí)施例1制備的納米T12骨架膜上，用不銹鋼線棒涂布器涂布均勻，放置在真空手套箱中使溶劑揮發(fā)晾干，光吸收層厚度達(dá)到500-600nm，最后用90-110°C熱風(fēng)干燥30分鐘，光吸收層表面電阻迅速減小，顏色迅速由紅棕色變成黑色，形成表面平滑和覆蓋均勻的黑色鈣鈦礦光吸收層。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈣鈦礦太陽電池納米T12溶膠，其特征為采用核殼結(jié)構(gòu)納米T12粒子，解決了形成的納米T12骨架膜附著力和孔容度之間的矛盾，并在形成的骨架膜中引入柔性分子基團(tuán)，進(jìn)一步增強(qiáng)了形成膜層的附著力，從而免去了形成的納米T12骨架膜的高溫?zé)Y(jié)過程，可作為鈣鈦礦太陽電池光吸收層骨架膜形成溶膠，由平均粒徑為5nm的納米T12溶膠、平均粒徑為40nm的納米S12溶膠、平均粒徑為1nm的有機(jī)硅納米樹脂溶膠和溶劑組成，各組分所占質(zhì)量百分比如下: 平均粒徑為5nm的納米T121.5%-5% 平均粒徑為40nm的納米S120.9%-3% 平均粒徑為1nm的有機(jī)硅納米樹脂0.6%-2%溶劑余量。2.如權(quán)利要求1所述鈣鈦礦太陽電池納米T12溶膠，其特征為溶膠中平均粒徑為5nm的納米T12溶膠由鈦酸四丁酯在乙醇水溶液中以乙酸催化水解和聚合得到，作為殼粒子包裹在大粒徑納米Si02粒子上，形成核殼結(jié)構(gòu)納米Ti02粒子。3.如權(quán)利要求1所述鈣鈦礦太陽電池納米T12溶膠，其特征為溶膠中平均粒徑為40nm的納米S12溶膠由正硅酸乙酯在乙醇水溶液中以氨水催化水解和聚合得到，作為核殼結(jié)構(gòu)納米T12粒子的核粒子。4.如權(quán)利要求1所述鈣鈦礦太陽電池納米T12溶膠，其特征為溶膠中平均粒徑為1nm的有機(jī)硅納米樹脂溶膠由有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH550、有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH560、有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH570在乙醇水溶液中以乙酸催化水解和聚合得到，它再進(jìn)一步部分包裹在核殼結(jié)構(gòu)的納米T12粒子上，進(jìn)一步增強(qiáng)了骨架膜的附著力。5.如權(quán)利要求1所述鈣鈦礦太陽電池納米T12溶膠，其特征為溶膠中溶劑是C2-C6醇、C3-C6醚和乙酰丙酮的水溶液。6.一種鈣鈦礦太陽電池納米二氧化鈦骨架膜的制備方法，其特征為采取的技術(shù)方案包括小粒徑納米Ti02溶膠制備、大粒徑納米Si02溶膠制備、有機(jī)娃納米樹脂溶液制備、核殼結(jié)構(gòu)納米T12溶膠制備、核殼結(jié)構(gòu)納米T12溶膠涂膜、核殼結(jié)構(gòu)納米T12骨架膜固化和評價，具體實(shí)施步驟為: (1)在玻璃反應(yīng)器中分別加入無水乙醇、去離子水和質(zhì)量百分濃度為30%的乙酸，使溶液pH為2-3;將鈦酸四丁酯與乙酰丙酮等質(zhì)量混合均勻，滴加到玻璃反應(yīng)器溶液中，在不斷攪拌下使鈦酸四丁酯在5-10°C下進(jìn)行水解和聚合反應(yīng)l_2h，控制原料摩爾比為:鈦酸四丁酯:乙酰丙酮:去離子水:乙酸:乙醇=1:0.3:4-40:0.2-1:20-50，反應(yīng)生成質(zhì)量百分濃度為3%-5%的淡黃色納米T12溶膠，測得溶膠中納米粒子平均粒徑為5nm; (2)在玻璃反應(yīng)器中分別加入無水乙醇、去離子水和氨水，使溶液pH為10-11；將正硅酸乙酯加入玻璃反應(yīng)器溶液中，控制原料摩爾比為:正硅酸乙酯:去離子水:氨水:乙醇=I:4-40:0.2-1: 20-50，在10_30°C下進(jìn)行水解和聚合反應(yīng)24-72 h，得到納米S12堿性溶膠，加熱回流反應(yīng)0.5-2 h脫氨，并使納米S12粒子結(jié)晶長大，然后用質(zhì)量百分濃度為30%的乙酸調(diào)節(jié)溶膠PH為2-3，得到質(zhì)量百分濃度為5%-10%的納米S12酸性溶膠，測得溶膠中納米粒子平均粒徑為40nm; (3)在玻璃反應(yīng)器中分別加入無水乙醇、去離子水和質(zhì)量百分濃度為30%的乙酸，使溶液pH為2-3;將有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH550、有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH560或有機(jī)硅偶聯(lián)劑KH570加入玻璃反應(yīng)器溶液中，使其在室溫下進(jìn)行水解和聚合反應(yīng)24-72 h，控制原料摩爾比為:有機(jī)硅偶聯(lián)劑:去離子水:乙酸:乙醇=1:3-30:0.2-1:20-50，反應(yīng)生成質(zhì)量百分濃度為5%_10%的有機(jī)硅納米樹脂溶膠，測得溶膠中納米粒子平均粒徑為I Onm; (4)在玻璃反應(yīng)器中先加入質(zhì)量百分濃度為5%-10%的納米S12酸性溶膠和溶劑，再滴加3%-5%的納米T12溶膠，在40-50°C下攪拌反應(yīng)4-8 h，使其共聚形成核殼結(jié)構(gòu)納米T12溶膠，冷卻到室溫，再加入5%-10%的有機(jī)硅納米樹脂溶膠，繼續(xù)攪拌反應(yīng)8-12 h，得到質(zhì)量百分濃度為3%-10%的納米T12溶膠； (5)用針管將有機(jī)硅納米T12溶膠滴在有致密層的10mm)( 10mm摻氟二氧化錫導(dǎo)電玻璃襯底上，用線棒涂布器涂布均勻，控制濕膜厚度3000-5000 nm，溶劑揮發(fā)晾干后膜層厚度為200-600nm，再用110-150°C熱風(fēng)干燥30分鐘，使溶膠完全固化，形成表面均勻的納米T12骨架膜； (6)測得納米T12骨架膜表面積為40-60m2/g，對襯底材料表面附著力一級，可見光透過率70%-85%，通過濕熱試驗(yàn)測試。
【文檔編號】H01L51/48GK105870330SQ201610228505
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】李建生, 劉炳光, 盧俊鋒, 胡興蘭, 白凈伊, 董崇文
【申請人】天津市職業(yè)大學(xué)