光伏组件用玻璃

1.1.1 光伏玻璃的作用太阳能光伏电池所用的封装玻璃，目前的主流产品为低铁钢化压花玻璃，太阳能电池组件对钢化玻璃的透光率要求很高，须大于91.6%，对大于1200nm的红外光有较高的反射率。另外，厚度要求在3.2mm。它能增强组件的抗冲击能力，良好的透光率可以提高组件的效率，并起到密封组件的作用。PV组件的前表面材料对于可以被PV组件中的太阳电池使用的波长必须有很高的透明度。对于硅太阳电池，顶表面材料对于波长在350nm到1200nm范围的波长必须有很高的透明度。另外，前表面的反射应该很低。 虽然理论上在顶表面应用减反射膜可以减少反射，但是实际上这些减反射膜都不足以抵抗大多数PV组件的使用条件。另一个可以减少反射的技术是织构化表面或者使表面粗糙。但是，在这种情况下灰尘和泥垢更可能黏附在顶表面，并且很难被风和雨水驱除。这些组件因此不是“自清洁”的，并且减少反射的优越性很快被顶表面的尘土招致的损失所超过。 除了反射和透明的特性之外，顶表面材料应该是不渗透水的，应该是耐冲击的，应该在长期的紫外线照射下是稳定的，并且有很低的热阻系数。水或者水蒸汽进入到PV组件中，将腐蚀金属电极和互联条，并且从而将显著地减少PV组件的寿命。在大多数组件中，顶表面用于提供机械强度和硬度，因此用于支撑太阳电池和联线的顶表面或者背表面必须是机械钢性的。 顶表面材料有几种选择，包括丙烯酸聚合物和玻璃。钢化的低铁玻璃是最普通的应用，因为成本低、坚固、稳定、高透明度、防水和气体，并且有良好的自清洁特性。1.1.2 钢化玻璃钢化玻璃，厚度3.2mm0.3mm；钢化性能符合国标：GB9963-88，或者封装后的组件抗冲击性能达到国标 GB9535-88 地面用硅太阳电池组件环境实验方法中规定的性能指标；一般情况下，透光率应高于90%；玻璃要清洁无水汽、不得裸手接触玻璃两表面。采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃)， 厚度3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上，对于大于1200 nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。用作光伏组件封装材料的钢化玻璃，对以下几点性能有较高的要求a). 抗机械冲击强度b). 表面透光性c). 弯曲度d). 外观钢化玻璃是平板玻璃的二次加工产品，钢化玻璃的加工可分为物理钢化法和化学钢化法。物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃（将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却）。这种玻璃处于内部受拉，外部受压的应力状态，一旦局部发生破损，便会发生应力释放，玻璃被破碎成无数小块，这些小的碎片没有尖锐棱角，不易伤人。化学钢化玻璃是通过改变玻璃表面的化学组成来提高玻璃的强度，一般是应用离子交换法进行钢化。其效果类似于物理钢化玻璃。钢化玻璃强度比普通玻璃提高数倍，抗弯强度是普通玻璃的3-5倍，抗冲击强度是普通玻璃5-10倍，提高强度的同时亦提高了安全性。钢化玻璃承载能力大，改善了易碎性质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，极大地降低了对人体的伤害。钢化玻璃的耐急冷急热性比普通玻璃提高2-3倍，对防止热炸裂有明显的效果。钢化玻璃具有良好的热稳定性，能承受的温差是普通玻璃的3倍，可承受200的温差变化。但钢化后的玻璃不能再进行切割或加工，只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要形状，再进行钢化处理。钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强，但是钢化玻璃在温差变化大时有自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性（钢化玻璃在无直接机械外力作用下发生的自动性炸裂叫做钢化玻璃的自爆）。1.1.3 超白玻璃超白玻璃是太阳能玻璃的一种，基本上超白玻璃用在太阳能上会经过压花处理。压花的目的是增加透光率，道理很简单，太阳光照在一个平面上有很多光被反射了，所以到硅片上的就少了。但是如果把它弄成一口井样的形状，光的反射会大大的降低，从而提高透光率。所以压花的形状会关系到透光率的高低，这是目前常用的超白压花玻璃的原因。但是这样带来的弊端有下面几个：1、压花后的玻璃，玻璃表面存在很多缺陷，在长期的风化作用下，增透的效果很很快削弱2、因为有凹，所以灰尘很容易进入，需要定期清理;3、增加的透光率有限，因为它不可能凹下去很深，作用很有限。1.1.4 增透自洁光伏玻璃要提高光伏玻璃的可见光透过率，目前有两个方向，一是在光伏玻璃表面镀一层增透膜，可以提高光伏玻璃的透光性，第二种是使用自洁增透膜，使光伏玻璃在增透的同时达到自洁的效果。目前大部分光伏玻璃厂家都在为提高光伏玻璃的透光性做努力，但是由于现有的超白玻的可见光透光率已经在90%以上，提高的空间已经不大，利用光的干涉原理增加一层增透膜的做法最多也只能起到增透3%的效果，不能完全满足行业需求。另外，由于光伏玻璃一般都是安装在荒郊野外，灰尘风沙大，时间一长，玻璃表面极易变脏，使用一段时间后，有的光伏玻璃可见光透过率甚至只有最初的60%，大大影响了发电效率，如果不能解决光伏玻璃表面脏污的问题，将大大制约太阳能光伏产业的发展。这就诞生了光伏玻璃的第二个研究方向，如何增强光伏玻璃的自洁防污效果，让起成为自洁玻璃。多孔二氧化硅薄膜因具有优秀的透光率、减反射性能和高的热阻成为理想的光伏玻璃镀膜材料。同时兼具一定的憎水性，具备自清洁功能，可有效降低整体太阳能光伏电池效能随着使用时间的衰减速度，避免因表面污染引起的效能降低。辊涂法生产AR镀膜光伏玻璃的原理是：采用溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅溶胶和多孔二氧化硅薄膜。首先以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体，氨水为催化剂制备二氧化硅溶胶，通过稀释并加入稳定剂、粘度调整剂、粘结剂等而得到AR镀膜液，再通过辊筒涂膜机将AR镀膜液均匀涂布到光伏玻璃表面，经表干、加热固化后再进入钢化炉得到AR镀膜光伏玻璃。1.1.5 光伏玻璃的储存条件光伏玻璃应避光、避潮，平整堆放，用防尘布覆盖玻璃。玻璃的最佳贮存条件：放在恒温、干燥的仓库内，其温度在25，相对湿度小于45%，玻璃要清洁无水汽、不得裸手接触玻璃与EVA胶膜接触面，否则会影响EVA胶膜和玻璃层间粘接力。1.1.6 光伏玻璃的检验1.1.7 小结决定晶硅太阳能光伏电池效能的因素为与光能转化效率有关的各种变因，最重要的决定因素为光电组件中的晶硅技术，其次为保护光电组件中的光伏玻璃，由于晶硅无法长时间暴露于外界环境中，光伏玻璃是目前保护晶硅且自身透光率较高的最佳材料之一，因此光伏玻璃的光学特性是晶硅技术外一大重要变因。然而保持和提高光伏玻璃的光学特性远比开发更高转换率的晶硅来的容易，成本低得多，所以开发并