Author : yhwsolar
一、光伏玻璃概述 二、光伏玻璃的组成 三、光伏玻璃的加工工艺 四、光伏玻璃的性能及检测 五、光伏玻璃使用过程中常遇到的问题
光伏玻璃就是超白玻璃又称无色玻璃、高透明玻璃、低铁玻璃,具有 高透光率、高透明性,产品晶莹剔透有玻璃家族 “ 水晶王子 ” 之称。透光率 决定玻璃的品质,浮法玻璃的透光率为 86% ,而超白玻璃透光率可达 92% 以上。超白玻璃科技含量高,生产难度大,具有较强的获利能力。超白玻璃透明性 水晶浮法玻璃 光伏玻璃位于组件正面的最外层,, 在户外环境下,直接加收阳光照 射。一是利用其高的透射率为电池片提供光能,二是利用其良好的物理性 能为太阳能电池组件良好的机械性能,并且保护组件不受水汽的侵蚀,阻 隔氧气防止氧化 、耐高低温、良好的绝缘性和耐老化性能 、 耐腐蚀性能。
其主要成分是二氧化硅,其主要是起着网络形成体的作用,所以其用 量占玻璃组分中的一大半;第二大用量是纯碱,主要是提供氧化钠,可以 降低玻璃的熔制温度;再者是石灰石即碳酸钙和氧化镁,他们的主要作用 是调整玻璃的黏度在一个合适的值,使玻璃成型时间缩短或延长,以满足 成型的要求;还引入氧化铝原料,提高玻璃的物理化学性能,如强度、化 学稳定性等;最后是碳和芒硝,两个联合使用,主要作用是作为澄清剂, 以排除玻璃中的气泡,是玻璃中的气泡尽量少,以用来提高玻璃的透过率。
目前光伏玻璃的主流产品为低铁钢化压花玻璃 ( 亦称之为钢化绒面玻璃 ) ,厚度 为 3.2mm 或 4mm ,在太阳能电池光谱响应的波长范围内 (380 ~ 1100nm) ,透光率 可达 91 %以上,对于大于 1200nm 的红外光有较高的反射率。它是采用特制的压 花辊,在超白玻璃表面压制特制的金字塔形花纹而制成的。 光伏玻璃为一般钠钙硅玻璃,它的核心技术在于低铁超白高透,在 380nm nm 范围内,透光率可达 91 %以上。
目前光伏用玻璃主要有两种生产工艺: 格法玻璃生产工艺是比利时格拉维伯尔制造公司 1961 年发明的。格法工艺 将无槽法和平拉法工艺有机结合起来,采用无槽法的成型池和平拉法的转向,达 到从自由液面拉制平板玻璃的目的,可以顺利地拉制厚度为 0.8 至 12 毫米的玻璃, 其最大特点是可以长期稳定生产 3 毫米以下的薄玻璃,并且平整度好,厚度差小, 产品质量优异。 浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体( N2 及 H2 )的锡槽中完成的 。 熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上,在重力和表面张 力的作用下 ,玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后 被引上过渡辊台。辊台的辊子转动 ,把玻璃带拉出锡槽进入退火窑,经退火、切 裁,就得到平板玻璃产品 。表面张 力
超白压花玻璃的表面形态
超白压花玻璃的光学行为 垂直入射条件下花型角和透射比关系
超白压花玻璃的光学行为 入射角变化条件下不同花型角对透射比影响
为增强玻璃的透光性,又引入了光学薄膜。 光学薄膜有改变电磁波的路径的特性;光学薄膜很薄时就会产生干涉,当光 学薄膜很厚时就产生不了干涉;当我们把很薄的膜组合起来就有很多新的特性产 生。 反射 吸收
AR 镀膜玻璃或 AR 镀膜减反射玻璃 (Anti-Reflection Glass ) 又称增透射玻 璃或减反射玻璃 。是一种将玻璃表面进行特殊处理的玻璃。其原理是把 优质玻璃单面或双面进行工艺处理。使其与普通玻璃相比具有较低的反射 比,使光的反射率降低到 1% 以下,普通玻璃在可见光范围内, 它的单侧反 射率约为 4% 。总的光谱反射率约为 8% 。玻璃表面在可见光范围内的减反 射效果可以通过两种方法来实现;一种为利用不同光学材料膜层产生的干 涉效果来消除入射光和反射光,从而提高透过率的方法,此种利用光的相 消性干涉生产的玻璃称为 AR 玻璃。 光伏减反玻璃使可见光透光率提高 2.5% 。
一般性能 外观质量 尺寸及允许偏差 弯曲度 光学性能 可见光透射比 太阳光直接 透射比 铁含量 安全性能 抗冲击性能 碎片状态 耐热冲击性能 目前光伏玻璃没有相应的国际标准可以参照。国内外的相关企业一般自行 制定自己的企业标准用于生产控制和检验。 光伏玻璃的检测内容可以分为以下三方面: 英利检验标准参考: GB/T 钢化玻璃国家检验标准 法国圣戈班玻璃检验标准 QB 天津耀华玻璃检验标准 GB 检验标准
我公司检验标准 外观检验: 检验方法:目测、手感。需要时,可使用钢卷尺、千分尺、塞尺、平台、直尺测 量缺陷长度;依据 GB/T - 2003 二次抽样方案按箱进行抽检 尺寸(长度、宽度、厚度、对角线)检验: 检验工具:使用钢卷尺、千分尺测量; 检验方法: 用钢卷尺测量钢化玻璃长度、宽度、对角线;用千分尺测量厚度,与图纸或 “ 技 术协议 ” 、国标相比较,看是否符合要求。
机械强度检验 检验工具:使用 1040g 表面光滑的小钢球、钢卷尺。 检验方法:用物品(如对应的铝型材),将钢化玻璃样品撑起;然后使用 1040g 的小钢球放在距离试样表面 1000mm 的高度,使其自由落下进行冲击 试验,冲击点在距试样中心 25mm 的范围内。对每块试样在同一位置上冲击 仅限 1 次,以观察其是否破坏。
钢化粒度 测试工具:使用冲击笔、胶带进行试验。 检验方法: ①将玻璃放平在箱体内,边缘四周固定;在玻璃的最长边中心线上距离周边 20mm 左右的位置,用冲击笔进行冲击。 ② 在冲击玻璃破碎后 10s 到 3min 内对样品碎片进行计数。碎片计算时应去除距 离冲击点 80mm 及距边缘 20mm 范围内的部分,取样品中碎片最大的部分,在这 部分中用 50mm×50mm 的方框,计算框内的碎片数,横跨方框边缘的碎按二分之 一个碎片计数。
弯曲度 检验工具:使用钢板尺、塞尺进行试验。 检验方法: ① 将试样在室温下放置 4h 以上,测量时把试样垂直立放,并在其长边下方的 1/4 处垫上 2 块垫块; ② 用一直尺或金属线水平紧贴制品的两边或对角线方向,用塞尺测量直线边与 玻璃之间的间隙,并以弧的高度与弦的长度之比的百分率来表示弓形时的弯曲度; ③ 进行局部波形测量时,用一直尺或金属线沿平行玻璃边缘 25mm 方向进行测 量,测量长度 300mm 。用塞尺测得波谷或波峰的高,并除以 300mm 后的百分率 表示波形的弯曲度
检验项目标准要求测试方法 透光率( 350nm-1800nm ) ≥ 91 % ISO 9050:2003 耐热冲击性 温差不被破坏 湿热试验 1000h 后,不允许出现泛碱、变色、白斑等 任何影响光线透过的现象 IEC , IDT 耐风压性能 >5400Pa IEC , IDT 其他性能的检测 备注:我公司目前对铁的含量无要求,对透光率只有整体要求。可见光透射比及 太阳光直接透射比无详细要求。
由中国建筑材料科学研究总院、中国建筑材料检验认证中心起草的光伏玻璃 检验标准主要内容: 外观质量 尺寸及允许偏差、 弯曲度 耐紫外辐照性能耐湿性 耐热性耐湿 - 冻性能室外暴露试验耐热循环试验 引出端受力性能可见光透射比可见光反射比绝缘性 湿漏电流性能热斑耐久性旁路二极管耐热性能耐静载荷性能 落球冲击剥离性能霰弹袋冲击性能光老炼性能耐破碎散落性能
钢化玻璃的自爆 非晶硅玻璃层和后沿导线的断裂 作为顶棚玻璃受到日晒和积雪等环境载荷的性能退化、强度衰减。 作为建筑构件的老化和坠落风险 AR 膜的脱落
自爆 钢化应力越大,硫化镍结石的临界半径就越小,能引起自爆的结石就越多。 钢化应力应控制在适当的范围内,这样既可保证钢化碎片颗粒度满足有关 标准,也能避免高应力引起的不必要自爆风险。平面应力 ( 钢化均匀度 ) 应 越小越好,这样不仅减小自爆风险,而且能提高钢化玻璃的平整度。 镀膜玻璃的 AR 膜脱落 体现在组件上是功率衰减快,不能满足质保曲线。 对应措施:对 AR 膜与玻璃的附着强度及化学和物理的稳定性进行要求, 进行相关的环境模拟测试,确保 25 年的使用寿命。