提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层及其制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010819295.0 (22)申请日 2020.08.14 (71)申请人 武汉理工大学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 王涛王卉刘丹 (74)专利代理机构 武汉智嘉联合知识产权代理 事务所(普通合伙) 42231 代理人 易贤卫 (51)Int.Cl. H01L 31/0216(2014.01) H01L 31/18(2006.01) (54)发明名称 提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂 层及其制备方法 (57)摘要 本发明公开。

2、一种提高太阳能电池效率的宽 波段双层增透涂层及其制备方法。 该提高太阳能 电池效率的宽波段双层增透涂层包括底层增透 涂层和顶层增透涂层； 底层增透涂层由含线性二 氧化硅聚合物的底层增透涂料经固化后形成； 顶 层增透涂层由改性介孔二氧化硅分散液和氟化 二氧化硅聚合物溶液混合成的顶层增透涂料经 固化后形成。 本发明的提高太阳能电池效率的宽 波段双层增透涂层在可见光全波段均能实现较 好的增透效果， 与玻璃基底的粘结牢固， 且具有 较好的疏水性和耐久性， 能有效提高多种不同的 太阳能电池器件的效率； 本发明的提高太阳能电 池效率的宽波段双层增透涂层的制备方法简单、 重复性好。 权利要求书1页 说明书9。

3、页 附图3页 CN 112038420 A 2020.12.04 CN 112038420 A 1.一种提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层， 其特征在于， 所述提高太阳能电 池效率的宽波段双层增透涂层包括底层增透涂层和顶层增透涂层； 其中， 所述底层增透涂层由含线性二氧化硅聚合物的底层增透涂料经固化后形成； 所述顶层增透涂层由改性介孔二氧化硅分散液和氟化二氧化硅聚合物溶液混合成的 顶层增透涂料经固化后形成。 2.根据权利要求1所述提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层， 其特征在于， 所述 底层增透涂料由异丙醇、 摩尔浓度为0.050.2mol/L的盐酸和正硅酸乙酯制成， 且异丙醇、 盐酸。

4、和正硅酸乙酯的体积比为1： (0.020.03)： (0.050.2)。 3.根据权利要求1所述提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层， 其特征在于， 所述 氟化二氧化硅聚合物溶液由异丙醇、 氟硅烷和浓度为0.050.2mol/L盐酸制成， 且异丙醇、 氟硅烷和盐酸的体积比为1： (0.050.07)： (0.020.03)。 4.根据权利要求1所述提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层， 其特征在于， 所述 改性介孔二氧化硅分散液由异丙醇、 浓盐酸、 六甲基二硅氧烷和质量分数为13wt的介 孔二氧化硅分散液经搅拌反应后、 离心、 并分散至异丙醇中制成。 5.根据权利要求4所述提高太阳能电池效。

5、率的宽波段双层增透涂层， 其特征在于， 所述 改性介孔二氧化硅分散液制备过程中， 搅拌反应过程中， 所用的异丙醇、 浓盐酸、 六甲基二 硅氧烷和质量分数为13wt的介孔二氧化硅分散液的体积比为1： (0.30.4)： (0.85 0.9)： (2.53)。 6.根据权利要求4所述提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层， 其特征在于， 所述 介孔二氧化硅通过十六烷基三甲基溴化铵、 三乙醇胺、 正硅酸乙酯和水混合反应后经去除 模板、 离心、 清洗得到； 所述正硅酸乙酯与十六烷基三甲基溴化铵、 三乙醇胺、 水的摩尔比为 1： (0.10.3)： (0.050.1)： (100200)。 7.根据权利。

6、要求1所述提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层， 其特征在于， 所述 氟化二氧化硅聚合物溶液与改性介孔二氧化硅分散液的体积比为1： (15)。 8.根据权利要求1所述提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层， 其特征在于， 所述 底层增透涂层550nm处的折射率为1.411.43， 所述顶层增透层550nm处的折射率为1.20 1.22； 所述底层增透涂层厚度为90100nm， 所述顶层增透涂层厚度为110120nm。 9.一种如权利要求18中任一项所述提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层的 制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 将底层增透涂料涂覆于基底表面， 经固化后形成底层增透涂层；。

7、 将顶层增透涂料涂覆于所述底层增透涂层表面， 经固化后得到提高太阳能电池效率的 宽波段双层增透涂层。 10.根据权利要求9所述提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层的制备方法， 其特 征在于， 所述固化的温度为4060， 固化的时间为3060s。 权利要求书 1/1 页 2 CN 112038420 A 2 提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及光学涂层制备技术领域， 具体涉及一种提高太阳能电池效率的宽波段 双层增透涂层及其制备方法。 背景技术 0002 太阳能电池作为最具发展前景的清洁能源利用途径在科研及工业生产领域被广 泛研究。 除了商业化程度最。

8、高的硅太阳能电池外， 有机电池与钙钛矿电池因其飞速的发展， 也引起了广泛的关注。 其中， 如何提高太阳能电池的能量转换效率是科学家们首当其冲的 难题。 0003 一方面， 科学家们从化学分子设计出发， 寻找新的活性层材料或采用界面修饰以 减小缺陷或抑制器件中的能量损失。 虽然已有了一些鼓舞人心的报道， 但在太阳能电池外 表面的光反射损失并没有得到相应的解决， 这依旧是进一步提高太阳能电池效率的一个重 要阻碍。 因此光管理的方法应运而生， 光管理的方法可以通过减少光反射、 提高太阳能电池 的光吸收来提高短路电流， 以此提高太阳能电池效率。 但其通常是通过刻蚀， 蒸镀或者电子 溅射等方式制备出具备。

9、的镀层来实现， 因此价格高昂、 操作复杂、 难以大规模制备。 0004 通过溶液法制备介孔二氧化硅纳米粒子增透层是另一种高效的光管理方案。 但目 前已被广泛应用的单层增透层具有以下不足： 一是增透的效果通常无法满足在可见光全波 段增透， 从而对太阳能电池效率的提升有限； 二是介孔二氧化硅的亲水性导致其在使用过 程中的环境稳定性较弱； 三是涂层与玻璃基底的粘附性较弱， 涂层易被破坏； 上述问题都将 导致涂层的效率受限， 限制了其在太阳能电池上的应用。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服上述技术不足， 提出一种提高太阳能电池效率的宽波段双 层增透涂层及其制备方法， 解决现有技术中单层增透膜在。

10、可见光全波段增透效果差的技术 问题。 0006 为达到上述技术目的， 本发明的第一方面提供了一种提高太阳能电池效率的宽波 段双层增透涂层， 包括底层增透涂层和顶层增透涂层； 底层增透涂层由含线性二氧化硅聚 合物的底层增透涂料经固化后形成； 顶层增透涂层由改性介孔二氧化硅分散液和氟化二氧 化硅聚合物溶液混合成的顶层增透涂料经固化后形成。 0007 本发明的第二方面提供了一种提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层的制 备方法， 包括以下步骤： 0008 将底层增透涂料涂覆于基底表面， 经固化后形成底层增透涂层； 0009 将顶层增透涂料涂覆于所述底层增透涂层表面， 经固化后得到提高太阳能电池效 率。

11、的宽波段双层增透涂层； 0010 本发明第二方面提供的提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层的制备方法 用于制备本发明第一方面提供的提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层。 说明书 1/9 页 3 CN 112038420 A 3 0011 与现有技术相比， 本发明的有益效果为： 0012 本发明的提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层在可见光全波段均能实现 较好的增透效果， 与玻璃基底的粘结牢固， 且具有较好的疏水性和耐久性， 能有效提高多种 不同的太阳能电池器件的效率。 0013 本发明的提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层的制备方法简单、 重复性 好。 附图说明 0014 图1是本发明。

12、提供的提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层的制备方法一实 施方式的工艺流程图； 0015 图2中a-c是实施例1对应的仅涂覆底层增透涂层的玻璃、 仅涂覆顶层增透涂层的 玻璃和涂覆双层增透涂层的玻璃的AFM图， de是实施例1对应的仅涂覆底层增透涂层的玻 璃和涂覆双层增透涂层的玻璃的SEM图， 图e中的插图是水滴在实施例1所得涂覆双层增透 涂层的玻璃的静态接触角图； 0016 图3中a是实施例1对应的空白玻璃、 仅涂覆顶层增透涂层的玻璃、 涂覆双层增透涂 层的玻璃和软件模拟双层增透膜的透过率图； b是实施例1对应的空白玻璃、 仅涂覆顶层增 透涂层的玻璃、 涂覆双层增透涂层的玻璃和软件模拟双层增。

13、透涂层的反射率图； c是实施例 1所得双层增透涂层在空气中放置三个月前后的透过率图； 0017 图4是实施例1对应的未涂增透涂层、 仅涂顶层增透涂层和涂覆双层增透涂层的 PBDB-T:ITIC器件的a： J-V曲线图， b： EQE图， c： PCE条形图， d： JSC条形图， e： FF条形图和f： VOC 条形图； 0018 图5是实施例1对应的未涂增透涂层、 仅涂顶层增透涂层和涂覆双层增透涂层的 (FAPbI3)x(MAPbBr3)1-x器件的a： J-V曲线图， b： EQE图， c： PCE条形图， d： JSC条形图， e： FF条形 图和f： VOC条形图。 具体实施方式 00。

14、19 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并 不用于限定本发明。 0020 本发明的第一方面提供了一种提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层， 该提 高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层包括底层增透涂层和顶层增透涂层， 该底层增透 涂层由含线性二氧化硅聚合物的底层增透涂料经固化后形成， 该顶层增透涂层由改性介孔 二氧化硅分散液和氟化二氧化硅聚合物溶液混合成的顶层增透涂料经固化后形成。 本发明 中， 通过采用含线性二氧化硅聚合物的底层增透涂料制备底层增透涂层一方面提高了。

15、底层 增透涂层与基底、 顶层增透涂层间的粘结强度， 使涂层不易脱落， 另一方面与顶层增透涂层 配合， 提高可见光全波段增透效果； 通过采用由改性介孔二氧化硅分散液和氟化二氧化硅 聚合物溶液混合成的顶层增透涂料， 一方面能够与底层增透涂层配合， 提高可见光全波段 增透效果， 另一方面能使所形成的宽波段双层增透涂层具备低表面能和较高的疏水性， 能 在空气中长时间放置依然保持其增透效果， 提高稳定性； 本发明通过控制改性介孔二氧化 说明书 2/9 页 4 CN 112038420 A 4 硅分散液和氟化二氧化硅聚合物溶液的加入量， 能够有效调控顶层增透涂层的折射率， 且 使所得顶层增透涂层具有更好的。

16、疏水性。 0021 本发明中， 所得底层增透涂层550nm处的折射率为1.411.43， 所得顶层增透层 550nm处的折射率为1.201.22； 底层增透涂层厚度为90100nm， 顶层增透涂层厚度为110 120nm。 在上述范围内， 两层增透膜的折射率满足光学厚度也满足 / 4， 能够使形成的双层增透涂层获得宽波长的增透效果。 0022 本实施方式中， 底层增透涂料由异丙醇、 摩尔浓度为0.050.2mol/L的盐酸和正 硅酸乙酯制成， 且异丙醇、 盐酸和正硅酸乙酯的体积比为1： (0.020.03)： (0.050.2)。 按 照上述原料比， 所得底层增透涂料中线性二氧化硅聚合物的浓度。

17、为2.34.6wt。 更进一 步地， 盐酸浓度为0.1mol/L， 且异丙醇、 盐酸和正硅酸乙酯的体积比为1： 0.025： 0.1。 0023 本实施方式中， 顶层增透涂料中， 氟化二氧化硅聚合物溶液由异丙醇、 氟硅烷和浓 度为0.050.2mol/L盐酸制成， 且异丙醇、 氟硅烷和盐酸的体积比为1： (0.050.07)： (0.020.03)， 进一步地， 盐酸浓度为0.1mol/L， 异丙醇、 氟硅烷和盐酸的体积比为1： 0.06： 0.025； 改性介孔二氧化硅分散液由异丙醇、 浓盐酸、 六甲基二硅氧烷(HMDS)和质量分数为1 3wt的介孔二氧化硅分散液经搅拌反应后、 离心、 并分。

18、散至异丙醇中制成， 该改性介孔 二氧化硅分散液的浓度为13wt。 具体地， 氟硅烷为1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅 烷、 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、 乙烯基三(2,2,2-三氟)乙氧基硅烷中的一种或 两种， 改性介孔二氧化硅的粒径为2030nm。 实验过程中， 发明人发现， 若直接将改性介孔 二氧化硅分散液与线性二氧化硅聚合物溶液混合制备顶层增透涂层， 无法同时满足折射率 和疏水性的要求， 所形成的的涂层耐久性较差。 本发明中， 通过采用氟硅烷替代TEOS， 能够 在调节介孔二氧化硅折射率的前提下不降低涂层的疏水性， 从而提高涂层在空气中的耐久 性。 进一步地，。

19、 氟化二氧化硅聚合物溶液与改性介孔二氧化硅分散液的体积比为1： (15)， 优选为1： (24)。 在该比例范围内， 所得宽波段双层增透涂层具有较好的可见光全波段增 透效果。 进一步地， 改性介孔二氧化硅分散液制备过程中， 搅拌反应过程中， 所用的异丙醇、 浓盐酸、 六甲基二硅氧烷和质量分数为13wt的介孔二氧化硅分散液的体积比为1： (0.3 0.4)： (0.850.9)： (2.53)。 更进一步地， 介孔二氧化硅通过十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)、 三乙醇胺(TEA)、 正硅酸乙酯和水混合反应后经去除模板、 离心、 清洗得到。 该步骤 中， 正硅酸乙酯与十六烷基三甲基溴化铵、 三乙。

20、醇胺、 水的摩尔比为1： (0.10.3)： (0.05 0.1)： (100200)。 更进一步地， 正硅酸乙酯与十六烷基三甲基溴化铵、 三乙醇胺、 水的摩尔 比为1： (0.150.25)： (0.070.0.08)： (150160)。 0024 本发明中， 底层增透涂料的制备过程具体如下： 将异丙醇、 摩尔浓度为0.05 0.2mol/L的盐酸和正硅酸乙酯混合， 在室温下搅拌反应13h， 得到底层增透层涂料。 顶层 增透涂料的制备过程具体如下： 将改性介孔二氧化硅分散液和氟化二氧化硅聚合物溶液混 合， 得到顶层增透涂料。 该过程中， 改性介孔二氧化硅分散液通过以下步骤得到： 将异丙醇、。

21、 浓盐酸和六甲基二硅氧烷在6575下搅拌反应0.40.6h， 随后加入质量分数为1 3wt的介孔二氧化硅分散液， 继续在6575下搅拌反应0.40.6h， 静置、 离心， 并分散 至异丙醇中， 得到改性介孔二氧化硅分散液； 氟化二氧化硅聚合物溶液通过以下步骤得到： 将异丙醇、 氟硅烷和浓度为0.050.2mol/L盐酸混合， 在室温下搅拌反应13h， 得到氟化 二氧化硅聚合物溶液。 进一步地， 介孔二氧化硅反应液通过以下步骤得到： 将预先配置好的 说明书 3/9 页 5 CN 112038420 A 5 CTAB溶液和TEA溶液混合均匀后， 加热到6575， 再加入TEOS， 搅拌反应0.51。

22、.5h， 冷却 后加入100200ml浓度为0.10.2mol/L稀盐酸， 经离心、 洗涤， 得到介孔二氧化硅。 其中， CTAB溶液的质量浓度为23wt， TEA溶液的质量浓度为812wt。 0025 请参阅图1， 本发明的第二方面提供了一种提高太阳能电池效率的宽波段双层增 透涂层的制备方法， 包括以下步骤： 0026 S1： 将底层增透涂料涂覆于基底表面， 经固化后形成底层增透涂层； 0027 S2： 将顶层增透涂料涂覆于上述底层增透涂层表面， 经固化后得到提高太阳能电 池效率的宽波段双层增透涂层。 0028 本实施方式中， 固化的温度为4060， 优选为4555； 固化的时间为3060s。

23、， 优选为3040s。 0029 该方法中， 所用的基底为玻璃、 硅片和光学器件等。 0030 本发明第二方面提供的提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层的制备方法 用于得到本发明第一方面提供的提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层。 0031 本发明中， 需要说明的是， 若无特殊说明， 所用原料均购买后直接使用， 如浓盐酸 为直接购买的质量分数为3638的盐酸。 0032 实施例1 0033 底层增透涂料的合成： 取2mL异丙醇和50 L摩尔浓度为0.1mol/L的盐酸， 然后加入 200 L的TEOS， 在室温下搅拌2小时， 得到底层增透涂料。 该过程中， 所得底层增透涂料中线 性二氧化硅。

24、聚合物的浓度为4.6wt。 0034 底层增透涂料的合成： 将改性介孔二氧化硅分散液和氟化二氧化硅聚合物溶液按 2:1的体积比混合， 得到底层增透涂料； 其中， 0035 改性介孔二氧化硅分散液通过以下步骤得到： 取15g质量浓度为2.5wt的CTAB溶 液和600 L质量浓度为10wt的TEA溶液加入30mL圆底烧瓶中， 磁力搅拌混合， 同时油浴加 热到70， 再加入1.2mLTEOS， 在70下搅拌反应1h后停止搅拌并降至室温(该过程中， TEOS、 CTAB、 TEA和H2O的摩尔比为1:0.2:0.074:156)， 随后将反应液倒入离心管中， 并加入 100200ml浓度为0.1mo。

25、l/L的盐酸， 产生白色絮状物， 经离心、 清洗后得到介孔二氧化硅， 然后将所得介孔二氧化硅分散至异丙醇中， 配置成浓度为2wt的介孔二氧化硅分散液； 取 26.75mL的异丙醇、 9.3mL浓盐酸和23.76mL六甲基二硅氧烷， 将混合溶液在剧烈的磁力搅拌 下加热到70， 并在此温度下维持半小时， 再加入80mL上述介孔二氧化硅分散液， 在70下 搅拌半小时， 反应结束后， 停止搅拌， 静置分层， 取上层液于离心管中， 经离心后得到改性介 孔二氧化硅， 最后将所得改性介孔二氧化硅分散至异丙醇中， 配置成浓度为2.5wt的改性 介孔二氧化硅分散液； 0036 氟化二氧化硅聚合物溶液通过以下步骤。

26、得到： 取2mL异丙醇、 120 L1H,1H,2H,2H- 全氟辛基三乙氧基硅烷和50 L质量浓度为0.1mol/L的盐酸混合， 在室温下搅拌2h， 最后密 封在试剂瓶中； 该步骤中， 所得氟化二氧化硅聚合物溶液的浓度为6.76wt。 0037 宽波段双层增透涂层的制备： 在玻璃表面以3000rpm的转速旋涂40 L上述底层增 透涂料并持续30s， 然后加热(50左右)处理30s得到底层增透涂层； 在底层增透涂层上以 3000rpm的转速旋涂30 L上述顶层增透涂料并持续30s， 然后加热(50左右)处理30s得到 双层增透涂层。 该步骤中， 所得底层增透涂层(ACR1)的折射率为1.41，。

27、 厚度为95nm； 所得顶 说明书 4/9 页 6 CN 112038420 A 6 层增透涂层(ACR2)的折射率为1.21， 厚度为115nm。 0038 实施例2 0039 底层增透涂料的合成： 取2mL异丙醇和40 L摩尔浓度为0.1mol/L的盐酸， 然后加入 100 L的TEOS， 在室温下搅拌1小时， 得到底层增透涂料。 该过程中， 所得底层增透涂料中线 性二氧化硅聚合物的浓度为2.3wt。 0040 底层增透涂料的合成： 将改性介孔二氧化硅分散液和氟化二氧化硅聚合物溶液按 4:1的体积比混合， 得到底层增透涂料； 其中， 0041 改性介孔二氧化硅分散液通过以下步骤得到： 取8。

28、g质量浓度为2.5wt的CTAB溶 液和400 L质量浓度为10wt的TEA溶液加入30mL圆底烧瓶中， 磁力搅拌混合， 同时油浴加 热到65， 再加入1.2mLTEOS， 在65下搅拌反应1h后停止搅拌并降至室温， 随后将反应液 倒入离心管中， 并加入100200ml浓度为0.1mol/L的盐酸， 产生白色絮状物， 经离心、 清洗 后得到介孔二氧化硅， 然后将所得介孔二氧化硅分散至异丙醇中， 配置成浓度为2wt的介 孔二氧化硅分散液； 取26.75mL的异丙醇、 8mL浓盐酸和22.74mL六甲基二硅氧烷， 将混合溶 液在剧烈的磁力搅拌下加热到70， 并在此温度下维持半小时， 再加入67mL。

29、上述介孔二氧 化硅分散液， 在70下搅拌半小时， 反应结束后， 停止搅拌， 静置分层， 取上层液于离心管 中， 经离心后得到改性介孔二氧化硅， 最后将所得改性介孔二氧化硅分散至异丙醇中， 配置 成浓度为1wt的改性介孔二氧化硅分散液； 0042 氟化二氧化硅聚合物溶液通过以下步骤得到： 取2mL异丙醇、 100 L1H,1H,2H,2H- 全氟癸基三乙氧基硅烷和40 L质量浓度为0.1mol/L的盐酸混合， 在室温下搅拌1h， 最后密 封在试剂瓶中； 该步骤中， 所得氟化二氧化硅聚合物溶液的浓度为5.43wt。 0043 宽波段双层增透涂层的制备： 在玻璃表面以3000rpm的转速旋涂50 L。

30、上述底层增 透涂料并持续30s， 然后加热(50左右)处理30s得到底层增透涂层； 在底层增透涂层上以 3000rpm的转速旋涂40 L上述顶层增透涂料并持续30s， 然后加热(50左右)处理30s得到 双层增透涂层。 该步骤中， 所得底层增透涂层的折射率为1.42， 厚度为100nm； 所得顶层增透 涂层的折射率为1.20， 厚度为120nm。 0044 实施例3 0045 底层增透涂料的合成： 取2mL异丙醇和60 L摩尔浓度为0.1mol/L的盐酸， 然后加入 150 L的TEOS， 在室温下搅拌3小时， 得到底层增透涂料。 该过程中， 所得底层增透涂料中线 性二氧化硅聚合物的浓度为3.。

31、45wt。 0046 底层增透涂料的合成： 将改性介孔二氧化硅分散液和氟化二氧化硅聚合物溶液按 3:1的体积比混合， 得到底层增透涂料； 其中， 0047 改性介孔二氧化硅分散液通过以下步骤得到： 取23g质量浓度为2.5wt的CTAB溶 液和800 L质量浓度为10wt的TEA溶液加入30mL圆底烧瓶中， 磁力搅拌混合， 同时油浴加 热到75， 再加入1.2mLTEOS， 在75下搅拌反应1h后停止搅拌并降至室温， 随后将反应液 倒入离心管中， 并加入100200ml浓度为0.1mol/L的盐酸， 产生白色絮状物， 经离心、 清洗 后得到介孔二氧化硅， 然后将所得介孔二氧化硅分散至异丙醇中，。

32、 配置成浓度为2wt的介 孔二氧化硅分散液； 取26.75mL的异丙醇、 10.7mL浓盐酸和24.1mL六甲基二硅氧烷， 将混合 溶液在剧烈的磁力搅拌下加热到70， 并在此温度下维持半小时， 再加入72mL上述介孔二 氧化硅分散液， 在70下搅拌半小时， 反应结束后， 停止搅拌， 静置分层， 取上层液于离心管 说明书 5/9 页 7 CN 112038420 A 7 中， 经离心后得到改性介孔二氧化硅， 最后将所得改性介孔二氧化硅分散至异丙醇中， 配置 成浓度为3wt的改性介孔二氧化硅分散液； 0048 氟化二氧化硅聚合物溶液通过以下步骤得到： 取2mL异丙醇、 140 L乙烯基三(2,2,。

33、 2-三氟)乙氧基硅烷和60 L质量浓度为0.1mol/L的盐酸混合， 在室温下搅拌3h， 最后密封在 试剂瓶中； 该步骤中， 所得氟化二氧化硅聚合物溶液的浓度为7.21wt。 0049 宽波段双层增透涂层的制备： 在玻璃表面以3000rpm的转速旋涂40 L上述底层增 透涂料并持续30s， 然后加热(50左右)处理30s得到底层增透涂层； 在底层增透涂层上以 3000rpm的转速旋涂30 L上述顶层增透涂料并持续30s， 然后加热(50左右)处理30s得到 双层增透涂层。 该步骤中， 所得底层增透涂层的折射率为1.43， 厚度为90nm； 所得顶层增透 涂层的折射率为1.22， 厚度为110。

34、nm。 0050 试验组1 0051 对将上述实施例1中所得底层增透涂料、 顶层增透涂料分别涂覆在玻璃表面， 形成 的仅涂覆底层增透涂层的玻璃、 仅涂覆顶层增透涂层的玻璃和实施例1中涂覆双层增透涂 层的玻璃进行AFM、 SEM表征、 接触角测试、 透过率、 反射率和稳定性测试， 结果见图2和图3。 0052 请参阅图2， 图2中a-c是实施例1对应的仅涂覆底层增透涂层的玻璃、 仅涂覆顶层 增透涂层的玻璃和涂覆双层增透涂层的玻璃的AFM图， de是实施例1对应的仅涂覆底层增 透涂层的玻璃和涂覆双层增透涂层的玻璃的SEM图， 图e中的插图是水滴在实施例1所得涂 覆双层增透涂层的玻璃的静态接触角图。。

35、 由图2a可以看出， 底层增透涂层密实、 均匀的涂覆 在玻璃基底表面， 其粗糙度仅为0.3nm， 不会影响到顶层增透涂层的涂覆； 同时， 由图2e可以 看出， HMDS-MSNs球形纳米粒子较为连续的分布在底层增透涂层上， 尽管其致密性较差， 有 许多的空洞， 但由于这些空洞的尺寸极小， 远低于入射波长， 所以不会造成光的散射损失， 其右上端的插图显示， 所得双层增透涂层具有较好的疏水性， 水接触角可达132.82 ， 说明 所得双层增透涂层具有较好的耐久性。 由图2b和2c可以看出， 仅涂覆顶层增透涂层的玻璃 和涂覆双层增透涂层的玻璃表面的RMS值均约为25nm， 说明将顶层增透涂层涂覆在底。

36、层增 透涂层表面和直接涂覆在玻璃基底表面对粗糙度差别不大。 0053 请参阅图3， 图3中a是实施例1对应的空白玻璃、 仅涂覆顶层增透涂层的玻璃、 涂覆 双层增透涂层的玻璃和软件模拟双层增透膜的透过率图； b是实施例1对应的空白玻璃、 仅 涂覆顶层增透涂层的玻璃、 涂覆双层增透涂层的玻璃和软件模拟双层增透涂层的反射率 图； c是实施例1所得双层增透涂层在空气中放置三个月前后的透过率图。 由图3a可以看出， 与空白玻璃相比， 仅涂覆顶层增透涂层的玻璃和涂覆双层增透涂层的玻璃均能在550nm左 右处使得透过率峰值能超过95， 且涂覆双层增透涂层的玻璃比仅涂覆顶层增透涂层的玻 璃能实现更宽波长范围的。

37、增透。 图3b中的反射率测试结果也证实了这一点。 由3c可以看出， 涂覆双层增透涂层的玻璃在空气中放置三个月后， 测得的透过率曲线和初始透过率曲线， 从图中可以看出尽管长时间暴露在空气中， 但是不影响涂层的增透效果， 说明所得双层增 透涂层在空气中的具有较好的稳定性。 0054 试验组2 0055 将上述实施例1中所得底层增透涂料旋涂于有机太阳能电池的基底受光面， 固化 后形成底层增透涂层， 随后在底层增透涂层表面旋涂顶层增透涂料， 固化后得到双层增透 涂层， 其结果见表1和图4。 说明书 6/9 页 8 CN 112038420 A 8 0056 本实施例所用的有机太阳能电池制备具体流程如下。

38、： 0057 ITO玻璃清洗： ITO玻璃依次在去离子水、 乙醇和异丙醇中各超声10min， 然后用氮 气吹干ITO玻璃上的异丙醇， 再在100的热台上烘干， 烘干后的ITO玻璃在紫外臭氧处理仪 中处理15min； 0058 电子传输层制备： 以转速4000rpm-30s在ITO玻璃上旋涂一层ZnO的前驱体(由 200mg二水乙酸锌、 2mL乙二醇甲醚和56 L乙醇胺搅拌6小时制得)， 然后在200退火30min， 最终得到的氧化锌层约30nm； 0059 活性层的制备： 在手套箱中将PBDB-T:ITIC按照1:1的质量比配成浓度为14mg/mL 氯苯溶液(包含0.5vol的DIO)， 在1。

39、000rpm的转速下涂得厚度约为100nm的活性层； 0060 空穴传输层和正极的制备： 以10nm的MoO3和100nm的Ag分别作为空穴传输层和阳 极， 在真空蒸镀机中以蒸镀的方式加上特定样式的掩模版制得； 0061 每个ITO玻璃上包含八个电池位点， 每个电池的面积为2.12mm2， 最后每个器件都 必须用紫外光固化剂和盖玻片封装。 0062 表1涂单层增透膜和双层增透膜前后的PBDB-T:ITIC器件参数 0063 0064 由表1可以看出， 与未涂增透涂层的PBDB-T:ITIC器件相比， 仅涂顶层增透涂层的 PBDB-T:ITIC器件的效率可为10.8， 涂覆双层增透涂层的PBDB。

40、-T:ITIC器件的效率增大至 11.1。 请参阅图4， 图4是实施例1对应的未涂增透涂层、 仅涂顶层增透涂层和涂覆双层增 透涂层的PBDB-T:ITIC器件的a： J-V曲线图， b： EQE图， c： PCE条形图， d： JSC条形图， e： FF条形 图和f： VOC条形图。 由图4a可以看出， 涂双层增透涂层的器件的电流比涂单层增透涂层的略 大， 由图4b可以看出， PBDB-T:ITIC太阳能电池的响应波长范围是300nm到800nm之间， 涂膜 之后， PBDB-T:ITIC太阳能电池在390nm到745nm的波长范围内的光子响应增强了， 且双层增 透涂层比单层增透涂层(ACR2。

41、)增加太阳能电池的光子响应效果更好。 同时， 图4c-4f展示的 同一个ITO片子上8个活性位点的光伏参数条形图， 可以看出PCE的提高是JSC提升导致的， FF 和VOC基本保持不变， 表明增透涂层可以均匀地覆盖在器件表面， 并均匀提高8个活性位点。 0065 试验组3 0066 将上述实施例1中所得底层增透涂料旋涂于钙钛矿太阳能电池的基底受光面， 固 说明书 7/9 页 9 CN 112038420 A 9 化后形成底层增透涂层， 随后在底层增透涂层表面旋涂顶层增透涂料， 固化后得到双层增 透涂层， 其结果见表2和图5。 0067 本实施例所用的钙钛矿太阳能电池是(FAPbI3)x(MAP。

42、bBr3)1-x太阳能电池， 从下至 上依次为： 电池阴极(ITO)、 电子传输层(SnO2)、 活性层(FAPbI3)x(MAPbBr3)1-x)、 空穴传 输层(Spiro-OMeTAD)、 阳极(Ag)。 电池制备具体流程如下： 0068 ITO玻璃清洗： 将ITO玻璃依次在去离子水、 乙醇和异丙醇中各超声10min， 然后用 氮气吹干ITO玻璃上的异丙醇， 再在100的热台上烘干， 将烘干后的ITO玻璃在紫外臭氧处 理仪中处理15min； 0069 电子传输层的制备： 在常温空气条件下将1015mg SnCl22H2O和335mg CH4N2S加 入到装有30mL去离子水的敞口容器中，。

43、 形成奶白色浑浊液， 经12天不间断磁力搅拌后， 形 成黄色澄清的量子点SnO2溶液； 取30 L上述量子点SnO2溶液以3000rpm-30s的速度旋涂于 ITO基底表面， 将薄膜置于200热台上处理60min， 经紫外-臭氧处理10min， 得到表面平整 致密的SnO2薄膜； 0070 活性层的制备： 将NMBF-Cl二聚体(富勒烯二聚体)作为修饰层覆在SnO2薄膜上； 在 氮气氛围的手套箱中称取642.6mg PbI2， 并将其溶于940 L的DMF和60 L的DMSO的混合溶剂 中， 随后将其置于60的热台上充分搅拌溶解； 另称取碘化甲脒(FAI)、 溴化甲胺(MABr)和 氯化甲胺(。

44、MACl)(质量比80:5:9)溶于异丙醇溶液中配成质量浓度为94mg/L的混合溶液。 采 用两步法制备钙钛矿薄膜， 首先以2000rpm-30s的速度旋涂30 L的上述PbI2溶液， 随后在70 热台上进行热退火1min， 待温度降到室温后， 以2200rpm-15s的速度旋涂50 L的FAI、 MABr 和MACl混合溶液， 将薄膜转移到40湿度的空气中150热处理15min， 即可形成光滑平整 的黑色钙钛矿薄膜。 0071 空穴传输层的制备： 配置520mg/mL的Li-TFSI乙腈溶液， 将80mg Spiro-OMeTAD溶 于1mL氯苯中， 充分溶解后加入17.5 L上述配置好的L。

45、i-TFSI乙腈溶液， 并加入28.5 L4-叔 丁基吡啶(TBP)作为掺杂剂； 取混合均匀后的溶液以4000rpm-30s的速度旋涂于钙钛矿薄膜 上， 将旋涂完的薄膜置于玻璃干燥器中氧化16h， 充分氧化后用刀片刮去多余部分， 露出部 分ITO电极； 0072 阳极的制备： 将ITO玻璃置于图案化的掩模版中， 放入镀膜机中， 待真空度抽至2 10-6torr以上开始蒸镀金属对电极。 0073 表2涂双层增透膜前后的(FAPbI3)x(MAPbBr3)1-x器件参数 0074 说明书 8/9 页 10 CN 112038420 A 10 0075 由表2可以看出， 与未涂增透涂层的(FAPbI。

46、3)x(MAPbBr3)1-x器件相比， 涂覆双层增 透涂层的(FAPbI3)x(MAPbBr3)1-x器件的效率可为23.9。 请参阅图5， 图5是实施例1对应的 未涂增透涂层、 仅涂顶层增透涂层和涂覆双层增透涂层的(FAPbI3)x(MAPbBr3)1-x器件的a： J-V曲线图， b： EQE图， c： PCE条形图， d： JSC条形图， e： FF条形图和f： VOC条形图。 由图5a可以 看出， 与未涂增透涂层涂的器件相比， 涂双层增透涂层的器件的电流明显增加， 由图5b可以 看出， 涂膜之后， (FAPbI3)x(MAPbBr3)1-x太阳能电池在320nm到790nm的波长范围。

47、内的光子响 应增强了。 同时， 图5c-5f展示的同一个ITO片子上8个活性位点的光伏参数条形图， 可以看 出PCE的提高是JSC提升导致的， FF和VOC基本保持不变， 表明增透涂层可以均匀地覆盖在器 件表面， 并均匀提高8个活性位点。 0076 与现有技术相比， 本发明的有益效果为： 0077 本发明的提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层在可见光全波段均能实现 较好的增透效果， 通过光管理能有效提高多种不同的太阳能电池的光吸收和器件转换效 率； 同时双层增透层材料的玻璃化转变温度差异化设计增加了涂层与基底的力学粘结性； 表面低表面能材料提高了涂层的耐水性能， 涂层稳定性良好。 0078 本发明的提高太阳能电池效率的宽波段双层增透涂层的制备方法简单、 重复性 好。 0079 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 9/9 页 11 CN 112038420 A 11 图1 图2 图3 说明书附图 1/3 页 12 CN 112038420 A 12 图4 说明书附图 2/3 页 13 CN 112038420 A 13 图5 说明书附图 3/3 页 14 CN 112038420 A 14 。