使用具有低折射率的透明材料來消除光電轉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AR涂層應用于硅模塊時，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。這些結果表明應用硅模塊的 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)因其技術成熟、無毒、壽命長而成為光伏市場的主導產品。由于硅基電池在實際應用中經(jīng)常會遇到質地脆弱、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波長內的平均透射率約為90–91%。因此，AR涂層的理想折射率應該約為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，包括化學氣相沉積(CVD)，溶膠-凝膠過程，以及斜角沉積，其中CVD只能應用于熱穩(wěn)定的基材，斜角沉積是一種物**相沉積技術，需要昂貴的設備，并且難以在大的或復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)點而備受關注。*近，Chi等人報道了一項關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)誘導的堿催化硅溶膠(BCSS)聚集來產生。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域取得了巨大的進步，將AR膜應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，功率轉換效率(PCE)從16.18%提高到16.83%。