Un gruppo di scienziati europei ha creato un nuovo rivestimento antiriflesso (AR) idrofobico per il vetro di copertura dei moduli fotovoltaici.
Il rivestimento a doppio strato utilizza un film sottile di silice-biossido di titanio (SiO2-TiO2) come strato inferiore e uno strato superiore inorganico-organico composto da silice modificata con trietossi(ottile)silano (OTES) come strato superiore.
“In questo studio, un AR idrofobico a doppio strato è stato fabbricato con successo tramite processo sol-gel”, hanno dichiarato i ricercatori. “Il processo sol-gel è emerso come una tecnica promettente per depositare film grazie ai suoi vari vantaggi, come il basso costo, un’ampia gamma di precursori disponibili, la bassa temperatura di sintesi e l’eccellente controllo sulle caratteristiche strutturali e morfologiche dei film”.
Gli studiosi hanno prima preparato la soluzione colloidale (sol) SiO2-TiO2 e il sol SiO2 modificato da OTES con diversi rapporti molari per controllare il loro indice di rifrazione. Quindi, hanno avviato il processo di rivestimento immergendo inizialmente i substrati di vetrini da microscopio pre-puliti in una macchina per il rivestimento ad immersione con SiO2-TiO2, per poi metterli ad asciugare e sottoporli a un trattamento termico. Per controllare l’indice di rifrazione e lo spessore del film, sono state variate le velocità di prelievo. In seguito, un secondo processo di immersione simile è avvenuto nel SiO2 modificato con OTES.
“L’indice di rifrazione e lo spessore dei rivestimenti a doppio strato sono stati misurati con l’ellissometria utilizzando un modello a doppio strato”, hanno spiegato gli studiosi. “L’indice di rifrazione dello strato inferiore (rivestimento SiO2-TiO2) e dello strato superiore (rivestimento SiO2 modificato con OTES) erano rispettivamente di 1,74 e 1,39 e gli spessori di 77,0 nm e 95,9 nm”, hanno detto dopo l’ottimizzazione.
Il gruppo ha poi misurato il vetro rivestito per gli spettri di trasmittanza e riflettanza nell’intervallo tra 350 e 800 nm e nell’intervallo ravvicinato tra 500 e 600 nm per ottenere le sue proprietà ottiche. I risultati migliori per il doppio rivestimento sono stati ottenuti a 550 nm, dove ha mostrato una trasmittanza del 99%, rispetto al 91% di un vetro di riferimento non rivestito. Inoltre, la riflettanza era dello 0,15%, rispetto all’8% del substrato di vetro non rivestito.
Nella fase successiva, i ricercatori hanno ottenuto immagini dell’angolo di contatto con l’acqua (WCA) per analizzare le proprietà di bagnatura del nuovo rivestimento. Mentre il vetro di riferimento non rivestito aveva un WCA di 56,8 gradi, quello rivestito aveva un valore più alto di 102 gradi. Il substrato di vetro non rivestito aveva un’energia libera superficiale di 48,5 mN/m, mentre quello rivestito aveva 25,48 mN/m.
“Il rivestimento AR a doppio strato ha mostrato un WCA più elevato e un’energia libera superficiale più bassa, suggerendo una superficie meno bagnabile”, hanno spiegato i ricercatori. “Ciò è stato attribuito alla presenza di gruppi funzionali non polari stabili dal punto di vista idrolitico, sulla superficie, che possono diminuire l’energia superficiale e ostacolare la bagnabilità”.
Popular content
Inoltre, i ricercatori hanno misurato la durata del vetro a doppio rivestimento, esponendolo a due anni di condizioni ambientali. Secondo i risultati, dopo questo periodo di tempo il vetro ha mostrato variazioni minime nella trasmittanza rispetto ai valori originali. Inoltre, l’adesione del nuovo rivestimento è stata testata ed è risultata “eccellente”.
“I risultati dimostrano che il rivestimento a doppio strato è una soluzione promettente per ridurre la riflessione e migliorare le proprietà ottiche dei substrati di vetro”, concludono gli scienziati. “Questo rivestimento ha un valore potenziale in vari campi, in particolare nell’industria delle celle solari, dove può aumentare l’efficienza e la stabilità delle celle solari”.
I risultati sono stati presentati in “High performance double layer hydrophobic antireflective coatings on glass prepared by sol-gel method“, pubblicato su Open Ceramics. La ricerca è stata condotta da scienziati dell’Università slovacca Alexander Dubček di Trenčín e del Joint Glass Centre, nonché dell’Istituto spagnolo della ceramica e del vetro.
I presenti contenuti sono tutelati da diritti d’autore e non possono essere riutilizzati. Se desideri collaborare con noi e riutilizzare alcuni dei nostri contenuti, contatta: editors@nullpv-magazine.com.
Inviando questo modulo consenti a pv magazine di usare i tuoi dati allo scopo di pubblicare il tuo commento.
I tuoi dati personali saranno comunicati o altrimenti trasmessi a terzi al fine di filtrare gli spam o se ciò è necessario per la manutenzione tecnica del sito. Qualsiasi altro trasferimento a terzi non avrà luogo a meno che non sia giustificato sulla base delle norme di protezione dei dati vigenti o se pv magazine ha l’obbligo legale di effettuarlo.
Hai la possibilità di revocare questo consenso in qualsiasi momento con effetto futuro, nel qual caso i tuoi dati personali saranno cancellati immediatamente. Altrimenti, i tuoi dati saranno cancellati quando pv magazine ha elaborato la tua richiesta o se lo scopo della conservazione dei dati è stato raggiunto.
Ulteriori informazioni sulla privacy dei dati personali sono disponibili nella nostra Politica di protezione dei dati personali.