多晶硅与非晶硅太阳能玻璃力学性能和可靠性 光伏玻璃及其检测标准 多晶硅与非晶硅太阳能玻璃力学性能和可靠性 Mechanical properties and reliability of poly-silicon and amorphous solar glass 包亦望 苗向阳 中国建筑材料科学研究总院 中国建筑材料检验认证中心

光伏玻璃的概念及分类 配合太阳能电池的基本元素 单晶硅，多晶硅，非晶硅 1）从狭义讲，是应用于光伏组件的玻璃 1-1： 超白压花玻璃——晶体硅组件盖板

一、光伏玻璃的概念及分类 1）光伏玻璃是应用于光伏组件的玻璃 1-2 ：TCO玻璃——薄膜电池组件基板

光伏玻璃的概念及分类 2）从广义上讲，应用于建筑的双玻夹层BIPV组件件和薄膜电池组件，也可以叫做光伏玻璃。因为他们同时也是建筑上的安全玻璃构件。

1、 超白压花玻璃 生产企业及产能 国际上 圣戈班 旭硝子 皮尔金顿 等 PPG 总熔化量1000～1500吨/天[36～54万吨/年]

等 1、 超白压花玻璃 生产企业及产能 国内 南玻 信义 裕华 福莱特 思可达 中玻 金晶 和合 2008年24条线，2009年将达32条，实际产能60万吨

1、 超白压花玻璃 超白压花玻璃的表面形态

1、 超白压花玻璃 超白压花玻璃的光学行为 -1 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 -2 1、 超白压花玻璃 入射角变化条件下不同花型角对透射比影响

2、TCO玻璃 TCO（Transparent conducting oxide）玻璃，即透明导电氧化物镀膜玻璃，是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。

2、TCO玻璃 按镀膜工艺分类： 在线镀膜TCO玻璃 离线镀膜TCO玻璃 {

{ 2、TCO玻璃 按常用膜层成份分类： ITO （氧化铟锡） TCO玻璃 FTO （氟掺杂氧化锡） TCO玻璃 AZO （铝掺杂氧化锌） TCO玻璃 {

目前ITO镀膜TCO玻璃已非光伏电池主流的电极玻璃 1）、成熟产品，透过率高，膜层牢固，导电性好。 2）、光散射的能力差，激光刻蚀性能差。 3）、成本较高。 目前ITO镀膜TCO玻璃已非光伏电池主流的电极玻璃

2、TCO玻璃 FTO-TCO玻璃 1)、导电性能比ITO略差。 2)、成本相对较低，激光刻蚀容易，光学性能适宜。 3)、光散射性能好。 为目前薄膜光伏电池的主流产品

2、TCO玻璃 AZO-TCO玻璃 1）、研究进展迅速，材料性能已可与FTO相比拟。 2）、原料丰富，制造成本低廉，稳定性好。 3）、工业化应用还不成熟。 未来新型的光伏TCO产品

2、TCO玻璃 TCO玻璃性能要求 1）、透光率 、雾度 2）、导电性能 3）、激光刻蚀性能 4）、耐候性与耐久性 （耐磨性、耐酸碱性 等）

2、TCO玻璃 TCO玻璃发展前景 2009年将成为薄膜太阳能电池爆发年 ，全球薄膜太阳能电池产能将达3.58 GW，带动TCO玻璃需求迅猛增长。

3、光伏建筑一体化（BIPV） 光伏玻璃组件 典型结构示意 晶体硅光伏夹层及中空玻璃结构示意1

3、BIPV 光伏玻璃组件 典型结构示意 晶体硅光伏夹层及中空玻璃结构示意2

3、BIPV 光伏玻璃组件 典型结构示意 薄膜光伏夹层及中空玻璃结构示意1

3、BIPV 光伏玻璃组件 典型结构示意 薄膜光伏夹层及中空玻璃结构示意2

电池片位于中空玻璃腔体内地光伏玻璃结构示意 3、BIPV 光伏玻璃组件 典型结构示意 电池片位于中空玻璃腔体内地光伏玻璃结构示意

3、BIPV 光伏玻璃组件 应用实例 德国柏林中央车站 日本Sanyo太阳光电公司

荷兰FloriadeExhibition Hall 3、BIPV 光伏玻璃组件 应用实例 荷兰FloriadeExhibition Hall 日本京瓷Kyocera 总公司

3、BIPV 光伏玻璃组件 应用实例 园博园综合展馆光伏屋顶 方大大厦

3、BIPV 光伏玻璃组件 应用实例 北京南站 清华大学环境能源楼

二、光伏玻璃标准和检测 1、超白压花玻璃 标 准 根据国家建筑材料工业协会标准部函[2006]037号文，由中国建筑材料科学研究总院委托国家安全玻璃及石英玻璃质量监督检验中心负责编制 JC/T×××—××××《太阳电池玻璃》

二、光伏玻璃标准和检测 1、超白压花玻璃 标 准 2008年1月21日，由全国建筑用玻璃标准化技术委员会主持，在广东东莞通过了标准审查。已报批，待发布。

二、光伏玻璃标准和检测 1、超白压花玻璃 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 标 准 内 容

二、光伏玻璃标准和检测 1、超白压花玻璃 重要技术指标 1、三氧化二铁含量≤0.015%。 2、可见光透射比 ≥91.5% （3mm标准厚度）

二、光伏玻璃标准和检测 1、超白压花玻璃 （1）.目前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或进货检验。 （2）.由于没有统一的标准来限定其生产和应用，严重制约了太阳电池玻璃行业的发展和规范。本标准的制定，将成为相关企业进行质量控制和检验的重要依据，能起到推动产业技术进步，提高产品质量的作用。 标 准 意 义

根据国家发改委办公厅发改办工业[2005]2152号文，由中国建筑玻璃与工业玻璃协会负责编制 JC/T×××—××××《超白浮法玻璃》 二、光伏玻璃标准和检测 2、超白浮法玻璃 标 准 根据国家发改委办公厅发改办工业[2005]2152号文，由中国建筑玻璃与工业玻璃协会负责编制 JC/T×××—××××《超白浮法玻璃》

二、光伏玻璃标准和检测 2、超白浮法玻璃 2007年10月，由全国建筑用玻璃标准化技术委员会主持，在秦皇岛通过了标准审查。已报批，待发布。 标 准 2007年10月，由全国建筑用玻璃标准化技术委员会主持，在秦皇岛通过了标准审查。已报批，待发布。

二、光伏玻璃标准和检测 2、超白浮法玻璃产品检测 外观质量 （点状缺陷、点状缺陷密集度、线道、裂纹、划伤、 光学变形、断面缺陷） 尺寸偏差、对角线差、厚度偏差、厚薄差 弯曲度 虹彩 太阳能总透射比 铁含量 标 准 技 术 要 求

二、光伏玻璃标准和检测 2、超白浮法玻璃 2、可见光透射比 ≥91% （5mm标准厚度） 标 准 重 要 指 标 标 准 重 要 指 标 1、三氧化二铁含量≤0.015%。 2、可见光透射比 ≥91% （5mm标准厚度）

二、光伏玻璃标准和检测 3、光伏夹层玻璃/光伏中空玻璃 2009年第一批国家标准制修订计划的通知 标 准 2009年第一批国家标准制修订计划的通知  国标委综合[2009]59号 2009.07 计划编号 项目名称 完成 时间 技术归口单位 起草单位 20090799-T-609 太阳能光伏夹层玻璃 2011 全国建筑用玻璃标准化技术委员会 深圳市创益科技发展有限公司、 深圳市标准技术研究院 20090800-T-609 太阳能光伏中空玻璃

二、光伏玻璃标准和检测 3-1、光伏夹层玻璃（创益草案） 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 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

二、光伏玻璃标准和检测 3-2、光伏中空玻璃（创益草案） 外观质量 尺寸及允许偏差 耐紫外辐照性能 室外暴露试验 高温高湿耐久性能 标 准 主 要 内 容 外观质量 尺寸及允许偏差 耐紫外辐照性能 室外暴露试验 高温高湿耐久性能 气候循环耐久性能 露点性能 密封性能 中空玻璃胶层厚度 引出端受力性能 绝缘性 湿漏电流性能 热斑耐久性 旁路二极管耐热性能

二、光伏玻璃标准和检测 光伏夹层玻璃(CQC) 标 准

二、光伏玻璃标准和检测 CQC光伏夹层玻璃 标 准 外观质量 I-V特性 耐紫外辐照性能 耐湿-冻性能 耐热循环试验 机械载荷试验 冰雹试验 标 准 外观质量 I-V特性 耐紫外辐照性能 耐湿-冻性能 耐热循环试验 机械载荷试验 冰雹试验 绝缘试验 湿漏电流性能 热斑耐久性 燃烧试验 气密性 水密性 霰弹袋冲击性能 抗风压性能 盐雾腐蚀试验

二、光伏玻璃标准和检测 光伏夹层玻璃/光伏中空玻璃 光伏夹层玻璃=光伏电池 + 夹层玻璃 标 准 探 讨 标 准 探 讨 光伏夹层玻璃=光伏电池 + 夹层玻璃 GB/T 9535//GB/T18911 (IEC61215//IEC61646 ) GB/T20047.1 (IEC61730//UL1703) = + + GB15763.3

二、光伏玻璃标准和检测 光伏夹层玻璃/光伏中空玻璃 光伏中空玻璃=光伏电池 + 中空玻璃 标 准 探 讨 标 准 探 讨 光伏中空玻璃=光伏电池 + 中空玻璃 GB/T 9535//GB/T18911 (IEC61215//IEC61646 ) GB/T20047.1 (IEC61730//UL1703) = + + GB/T11944

二、光伏玻璃标准和检测 光伏夹层玻璃/光伏中空玻璃 关键是如何结合两个标准选择合适的技术要求： 对光伏玻璃 哪些是必须的， 哪些是不适合的， 标 准 探 讨 关键是如何结合两个标准选择合适的技术要求： 对光伏玻璃 哪些是必须的， 哪些是不适合的， 哪些是主要的， 哪些是次要的。

二、光伏玻璃标准和检测 讨论： 光伏夹层玻璃/光伏中空玻璃 1、对晶硅夹层和不透明背电极的薄膜电池光伏玻璃， 提出透射比、反射比的要求； 2、耐热、耐湿重复要求； 3、缺乏试验验证。 标 准 探 讨

三、光伏玻璃前景展望 1、新能源政策刺激，光伏玻璃行业发展迅猛。 2、在国家政策支持下，BIPV/BAPV将有很大发展空间。 3.不能过多过滥地生产和建设。

四、光伏玻璃力学性能与可靠性 光伏玻璃的破坏和失效 钢化玻璃粘合过程的自爆 非晶硅玻璃层和后沿导线的断裂 层间剪切应力的破坏和分层现象 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。

可靠性所需相关研究 真空釜中层合压力和钢化度的优化； 夹层后的残余应力分析和界面结合力检测 光伏玻璃与建筑结构的安全配合设计 残余应力分析与残余寿命预测 BIPV的无损在线检测技术和仪器的研究 热应力、动态性能与耐久性评价

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