干货分享：大面积制备有机/无机杂化减反射薄膜

近年来，有机/无机杂化材料因其优异的光学性能在多层增透膜领域引起了广泛的关注。本文以聚乙烯醇(PVA)和异丙氧钛(TTIP)为原料，制备了有机/无机纳米复合材料。杂化材料在波长为550nm时具有宽的可调折射率窗口，即1.65-1.95。原子力显微镜(AFM)结果表明，复合薄膜的表面粗糙度*低均方根为2.7Â，雾度低为0.23%，具有良好的光学应用潜力。以纳米复合材料/醋酸纤维素为一侧，以纳米复合材料/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为一侧的双面增透膜(10×10cm²)的透过率分别达到98%和99.3%。经过240天的老化测试，混合溶液和增透膜保持稳定，几乎没有衰减。此外，增透膜在钙钛矿太阳能电池组件中的应用将功率转换效率从16.57%提高到17.25%。

本论文以乙烯醇(PVA)和异丙氧钛(TTIP)为原料，以乙酰丙酮和乙酸为稳定剂，制备了有机/无机杂化材料PVA-TTIP(简称PT)。为了减少多核钛的生成，制备了杂化材料，并加入乙酸以提高稳定性。在550nm波长下，混合薄膜的折射率可轻松调制在1.65-1.95范围内，薄膜雾霾仅为0.23%。设计并在大面积(10×10cm²)玻璃基板上制备了PT/醋酸纤维素(CA)和PT/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)双面增透膜，透光率分别为98%和99.3%。在老化240天后，杂化材料溶液保持稳定，并用杂化溶液制备的增透膜仍具有优异的光学性能，且无衰减。此外，减反射膜应用于光伏器件，通过减少表面反射来提高性能。钙钛矿太阳能电池因其成本低、工艺简单、成分丰富、功率转换效率高而受到全球关注。对于商业应用，*大化效率和稳定性是至关重要的。通常，钙钛矿太阳能电池的玻璃封装与反射金属接触导致阳光的光学损失耦合到有源层，从而降低了整体光伏性能。将该复合增透膜应用于钙钛矿太阳能电池的覆盖玻璃中，使转换效率从16.57%提高到17.25%。

薄膜的制备及溶液

将TTIP溶液缓慢加入到HAcAc中，以满足TTIP的摩尔比(HAcAc=1:6)。溶液在室温下搅拌10分钟。将橙黄色溶液制备的薄膜记录在TTIP-sol薄膜上。PVA的DMF溶液在90°C下加热搅拌6h后完全溶解，然后用过滤器(PTFE，孔径0.45μm)过滤。将过滤后的PVA溶液2mL(2.5mg/mL)与改性后的TTIP-溶胶溶液8ml混合，室温搅拌3h。为保证溶液的稳定性，加入1.5mL乙酸，室温搅拌6h。搅拌数小时后，PVA的羟基与改性钛配合物中间体发生交联，形成杂化结构。*后得到pH值为4.65的黄色澄清溶液，称为PT溶液。为了配置其他PT溶液比例，只修改了TTIP-sol比例。

采用旋涂法制备PT复合膜，大面积PT/CA结构双面增透膜的制备工艺如图6所示。醋酸纤维素分别溶于三种溶剂，即丙酮、乙腈和DMAc。对于PMMA，以乙酸正丁酯为溶剂。搅拌6h后，用聚四氟乙烯(0.45μm)过滤。沉积的薄膜一般在1500rpm的转速下旋涂30s，然后在100℃和150℃下逐步退火15min。