使用具有低折射率的透明材料來消除光電轉(zhuǎn)換中的重要能量損失，該能量損失是由太陽能電池的空氣-襯底界面處的菲涅爾反射引起的。本文采用酸堿催化的溶膠-凝膠法制備了低折射率二氧化硅減反射膜。增透膜的應(yīng)用可以有效地減少光反射，并且在380nm至800nm的可見光波長下顯示出T_max=99.4%的*大透射率。當(dāng)AR涂層應(yīng)用于硅模塊時，效率從16.18%顯著提高到16.83%。 此外，增透膜具有良好的附著力，在戶外條件下表現(xiàn)出令人滿意的機械穩(wěn)定性。這些結(jié)果表明應(yīng)用硅模塊的 AR 涂層取得了重大進展，并為降低能源成本提供了一種有希望的替代方案。

本文制備的增透膜兼具高透過率和耐磨性。太陽能電池組件的電流密度顯著提高，光電轉(zhuǎn)換效率提高4%。

目前，化石燃料仍是滿足人類經(jīng)濟發(fā)展能源需求的主要來源，但傳統(tǒng)的石化能源對環(huán)境產(chǎn)生了不可估量的影響，因此迫切需要開發(fā)新型的可再生能源。通過光伏電池利用太陽能將光轉(zhuǎn)化為電是未來新的主要能源的有前途的候選。目前，硅基太陽能電池(包括多晶硅、單晶硅等)因其技術(shù)成熟、無毒、壽命長而成為光伏市場的主導(dǎo)產(chǎn)品。由于硅基電池在實際應(yīng)用中經(jīng)常會遇到質(zhì)地脆弱、易受外力破壞等挑戰(zhàn)，因此提高硅基電池耐久性的封裝勢在必行。然而，由于太陽能光伏玻璃與周圍環(huán)境的折射率不同，存在菲涅爾反射損失。為了減少反射損失，抗反射涂層(AR)是發(fā)展高透明薄膜的先進方法。

由于增透膜能顯著提高玻璃的透光率，因此被廣泛用于建筑玻璃、防眩玻璃、博物館和考古道路以及透明屋頂。呈現(xiàn)*小反射的單層涂層滿足以下條件:

(I)涂層的厚度應(yīng)該是λ/4n_c，其中λ是入射波長，n_c是涂層的折射率；

(ii)n_c=(n₁n₂)^1/2，其中n₁和n₂分別是空氣和基底的折射率。

一般來說，玻璃的折射率(n₂)約為1.51，其在400–800nm波長內(nèi)的平均透射率約為90–91%。因此，AR涂層的理想折射率應(yīng)該約為1.23。然而，傳統(tǒng)薄膜材料的折射率相對較高。近年來，已經(jīng)開發(fā)了許多方法來獲得低折射率AR涂層，包括化學(xué)氣相沉積(CVD)，溶膠-凝膠過程，以及斜角沉積，其中CVD只能應(yīng)用于熱穩(wěn)定的基材，斜角沉積是一種物**相沉積技術(shù)，需要昂貴的設(shè)備，并且難以在大的或復(fù)雜的基材上獲得均勻的膜。溶膠-凝膠工藝作為制備納米多孔材料的前瞻性材料，因其均勻性好、成本低、加工溫度低、操作過程簡單等優(yōu)點而備受關(guān)注。*近，Chi等人報道了一項關(guān)于超低折射率涂層的令人印象深刻的研究，這表明超低折射率涂層可以通過利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)誘導(dǎo)的堿催化硅溶膠(BCSS)聚集來產(chǎn)生。涂層基本上是二氧化硅納米顆粒的堆疊，在二氧化硅納米顆粒之間和內(nèi)部具有大量的孔，因此表現(xiàn)出低折射率。然而，以堿為催化劑的涂層通常機械穩(wěn)定性差，不能滿足實際應(yīng)用。據(jù)研究，ACSS作為一種粘合劑被開發(fā)用于增強涂層在基底上的附著力，從而實現(xiàn)更高的機械穩(wěn)定性。從這個角度來看，將ACSS引入到聚合硅溶膠中來制備低折射率、耐磨損的增透膜是非常必要的。此外，盡管在酸堿混合方法的研究領(lǐng)域取得了巨大的進步，將AR膜應(yīng)用于太陽能電池組件的研究很少。

基于上述考慮，我們開發(fā)了一種混合ACSS和BCSS的策略，并通過簡單的浸涂法成功地制備了具有優(yōu)異透過率和機械強度的AR納米涂層，如圖1所示。當(dāng)在光伏玻璃上鍍AR膜時，玻璃的*大透過率(99.4%)高于裸玻璃的透過率(91.4%)，同時玻璃的折射率從1.54下降到1.19。此外，進行濕熱試驗以研究耐久性。AR涂層在濕度室中放置24h后，透射率幾乎沒有變化。一旦在晶體硅(c-Si)模塊中采用所提出的AR涂層，功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)從16.18%提高到16.83%。