專利名稱：一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池用封裝玻璃，特別涉及一種鍍有可鋼化減反射膜層的 光伏玻璃及其制作方法。
背景技術(shù)：
晶硅太陽能電池作為環(huán)保新能源，發(fā)展前景非常好。由于晶硅無法長時間暴露于 外界環(huán)境中，光伏玻璃是目前保護(hù)晶硅且自身透光率較高的最佳封裝材料之一，決定晶硅 太陽能光伏電池效能的因素，在與光能轉(zhuǎn)化效率有關(guān)的各種變因中，最重要的決定因素為 光電組件中的晶硅技術(shù)，其次為保護(hù)光電組件中的光伏玻璃。而提高光伏玻璃的光學(xué)特性 遠(yuǎn)比開發(fā)更高轉(zhuǎn)換率的晶硅來的容易，成本低得多，所以開發(fā)并生產(chǎn)出透光率更高的光伏 玻璃，無論組件廠商還是在終端市場上的需求都是非常迫切的。光伏玻璃的光學(xué)特性作為晶硅技術(shù)外一大重要變因，可以說晶硅太陽能電池所用 光伏玻璃的透光率直接影響到電池的發(fā)電功率。目前大量使用的光伏玻璃是低鐵超白壓花 玻璃，其一面為絨面，一面為壓花面，即花紋面，在用作晶硅太陽能電池的封裝玻璃時，絨面 是起到漫反射的作用，降低反射光能；壓花面的主要功效為加強(qiáng)光伏玻璃與EVA膠膜的粘 結(jié)力。其透光率在91. 5%左右，而其反射光損失率達(dá)到了 5%左右，被玻璃吸收的部分達(dá)到 3% 4%。要想增加透光率，那么就得從降低反射光損失率和吸收率兩個方面來著手。降低光伏玻璃吸收光能的比例，就必須從玻璃的組成著手，之前各方的研究工作 基本已經(jīng)到位，低鐵超白壓花玻璃的鐵含量已降低到150ppm以下，生產(chǎn)該種壓花玻璃所使 用的低鐵石英砂鐵含量要求達(dá)到50ppm以下，想進(jìn)一步降低玻璃組成中的鐵含量目前在行 業(yè)內(nèi)沒有更好的辦法。所以我們只能從降低玻璃低鐵超白壓花玻璃絨面的反射率著手，現(xiàn)在各晶硅太陽 能電池封裝玻璃生產(chǎn)商比較流行的一種新方法是在太陽能封裝玻璃上鍍制減反射膜層，來 提高封裝玻璃的透光率。但是，根據(jù)光學(xué)干涉的原理，減反射膜層鍍制在玻璃基片不同面、膜層厚度的不 同，對提高透光率的效果也有所不同。公開號為CN100495734C的發(fā)明專利權(quán)利要求書中， 要求涂層涂覆在玻璃基片的壓花面，涂層厚度為130nm 145nm;公開號為CN201336311Y 的實(shí)用新型專利權(quán)利要求書中要求在玻璃基片的光面上鍍制催化自潔膜，玻璃基片絨面上 鍍制增透膜，厚度均為21nm 50nm。這些公開技術(shù)中，要求減反射膜層鍍制在玻璃壓花面， 在沒有合成晶硅太陽能電池時，透光率增量可以達(dá)到2%左右，但經(jīng)過多方研究，晶硅太陽 能電池封裝玻璃的壓花面需要跟電池組件材料中的EVA膠膜進(jìn)行粘結(jié)，當(dāng)太陽光經(jīng)過玻璃 到達(dá)硅晶片時，多增加了兩個光學(xué)界面，起到的增透效果并不理想，事實(shí)上的發(fā)電功率增量 僅為0. 5%左右。經(jīng)過研究后發(fā)現(xiàn)，在封裝玻璃的絨面進(jìn)行減反射鍍膜，膜層厚度為入射波 長的1/4為宜，可以達(dá)到該波長光線減反射的最佳效果，而晶硅太陽能電池的主要吸收波 長在400nm 700nm之間，因此，減反射膜層的厚度應(yīng)在IOOnm 200nm之間，減反射效果 達(dá)到最佳，應(yīng)用于晶硅太陽能電池時，晶硅太陽能電池的發(fā)電增量也能達(dá)到最大值。
在太陽能電池封裝用玻璃的表面鍍減反射膜領(lǐng)域的專利有很多，但是已公開的 專利中普遍要求膜層的堅膜溫度(使膜層與玻璃牢固結(jié)合的溫度)不超過550°C (公 開號為CN101308878A的發(fā)明專利權(quán)利要求堅膜處理的溫度范圍為150°C 550°C ；公開 號為CN100495734C的發(fā)明專利中，使用氟化鎂作為增透材料的一種，氟化鎂主要應(yīng)用于 光學(xué)儀器鏡頭及濾光器的涂層，權(quán)利要求中并沒有包括堅膜溫度，但氟化鎂膜層一般通 過濺射的方法獲得，與玻璃之間依靠范德華力結(jié)合，無法經(jīng)受500°C以上的熱沖擊；公開 號為CN201336311Y的使用新型專利實(shí)施方式中的烘干溫度為300°C 500°C ；公開號為 CN100412018C的發(fā)明專利中介紹烘烤溫度為300°C )，究其原因，上述專利中涉及到的鍍膜 液材料中，或含有有機(jī)物的組份、或在550°C時，膜層中主要材料出現(xiàn)分解，導(dǎo)致在經(jīng)過高 溫后，增透效果減弱或消失的結(jié)果，這一點(diǎn)是行業(yè)內(nèi)需要突破的技術(shù)難點(diǎn)。眾所周知，晶硅 太陽能電池的封裝玻璃必須采用鋼化玻璃，封裝玻璃鋼化的溫度一般在680°C 730°C，以 上介紹各專利的堅膜溫度均大大低于玻璃鋼化溫度，那么只能在玻璃基片鋼化后再進(jìn)行鍍 膜，因玻璃基片在鋼化時表面活性大幅度降低，最終得到的減反射膜層無論是硬度、耐酸堿 性、耐候性還是附著力都不是很高，很難與晶硅太陽能電池20年以上的壽命相匹配，如果 減反射膜層的老化速度過快，不僅不能起到長期的減反射作用，在晶硅太陽能電池使用一 段時間后反而可能起到遮擋光線的反作用，提供一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃， 是行業(yè)內(nèi)近期研究的重大課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻 璃及其制作方法。該方法生產(chǎn)的鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃，具有發(fā)電增量高、膜層 硬度高、耐酸堿性好、耐候性好、膜層附著力高等特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)以上目的的技術(shù)方案是(1)本發(fā)明所述鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃，它包括低鐵超白壓花玻璃基 片和減反射膜層，低鐵超白壓花玻璃基片，其一面為絨面，另一面為壓花面，減反射膜層鍍 制在低鐵超白壓花玻璃基片的絨面。(2)所述制作方法是采用輥涂、淋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷、浸制提拉法、旋涂、流涂等方 法中的任意一種，將減反射鍍膜液涂布到低鐵超白壓花玻璃基片的絨面，再依次經(jīng)過表干、 加熱預(yù)固化、鋼化，在低鐵超白壓花玻璃基片的絨面形成納米級二氧化硅膜層，膜層厚度為 IOOnm 200nm。(3)所述技術(shù)方案(2)中涉及減反射鍍膜液是先以正硅酸乙酯(英文縮寫TE0S， 分子式C8H2(l04Si)、乙醇、水為原料，氨水或鹽酸作為催化劑制作二氧化硅溶膠，再將二氧化 硅溶膠稀釋并加入穩(wěn)定劑、粘結(jié)劑而得到的混合物。(4)所述技術(shù)方案(3)中涉及二氧化硅溶膠中二氧化硅顆粒的粒徑在IOnm 50nm之間。(5)所述技術(shù)方案(3)中涉及原料及催化劑物質(zhì)的量使用比例(摩爾比)正硅酸 乙酯水乙醇氨水(或鹽酸)=1 (2 4) (30 80) (1 5)。穩(wěn)定劑為聚 乙烯吡咯烷酮(分子式為(C6H2tlN)n，且并不限于此類穩(wěn)定劑)，加入量為每升鍍膜液加Ig 5g ；粘結(jié)劑主要為樹脂類有機(jī)化合物，加入量為每升鍍膜液加5g 15g ；根據(jù)表面張力的需要，稀釋的溶劑可選乙醇類、丙酮類、丙醇類、乙酸乙酯類以及去離子水中的任意組合或其 中一種；稀釋后二氧化硅納米顆粒在減反射鍍膜液中的質(zhì)量比為 4%之間。本發(fā)明所述的一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃的制作方法詳解如下第一步，按照技術(shù)方案(3)、(5)中方法配制減反射鍍膜液；第二步，將上述配置好的鍍膜液均勻涂布到低鐵超白壓花玻璃基片的絨面；第三步，將鍍制好減反射鍍膜液的玻璃進(jìn)行預(yù)固化處理，處理溫度為100°C 200°C，處理時間為20S 300S ；第四步，將預(yù)固化好的玻璃再進(jìn)行鋼化處理，鋼化溫度為680°C 730°C，即可制 得可鋼化的減反射鍍膜光伏玻璃。由于采用樹脂類有機(jī)化合物作為納米二氧化硅顆粒的粘結(jié)劑，在預(yù)固化時充當(dāng)了 粘結(jié)納米顆粒成膜的作用，在鋼化時，樹脂類有機(jī)化合物發(fā)生分解氣化，形成孔隙，最終形 成多孔二氧化硅膜層，該膜層不僅利用膜層兩個界面形成的反射光干涉抵消原理降低反射 率，同時利用了二氧化硅納米顆粒之間的孔隙對光線進(jìn)行了多重反射，有效降低了反射光 能。采用本發(fā)明所述的一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃及其制作方法，具有以 下優(yōu)點(diǎn)發(fā)電增量高、耐酸堿性能好、硬度好、膜層附著力高、耐候性好。(1)本發(fā)明制作的 可鋼化減反射鍍膜光伏玻璃，由于減反射膜層鍍制低鐵超白壓花玻璃的太陽光入射面，在 與EVA膠膜粘結(jié)后不影響發(fā)電增量，經(jīng)過本發(fā)明所述方法制作的減反射鍍膜光伏玻璃透光 率可提高2. 5%，玻璃的透光率達(dá)到94%以上，使用本發(fā)明所述減反射鍍膜光伏玻璃后的 晶硅太陽能電池功率增量達(dá)到2. 5% 3% ； (2)所述減反射鍍膜光伏玻璃耐酸堿性能符合 GB/T 18915. 1-2002《鍍膜玻璃第1部分陽光控制鍍膜玻璃》標(biāo)準(zhǔn)要求；(3)所述減反射鍍 膜層硬度好，按GB/T 6739-2006《色漆和清漆鉛筆法測定漆膜硬度》測試，硬度> 8H ； (4) 附著力按GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的劃格試驗(yàn)》執(zhí)行劃格試驗(yàn)，附著力達(dá)到0級 要求。(5)耐候性按 IEC 61215((Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules-Design qualification and type approval))iiikfflffi
鑒定和定型)標(biāo)準(zhǔn)分別執(zhí)行濕-凍、濕-熱試驗(yàn)后，1%。


圖1是低鐵超白壓花玻璃基片示意2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例一如圖1和圖2所示，一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃。它包括低鐵超白壓 花玻璃基片1和減反射膜層4，減反射膜層4鍍制在低鐵超白壓花玻璃基片1的絨面2上， 所述減反射膜層4是以二氧化硅為主成份，減反射膜層4厚度為120nm。這種玻璃的制作 方法為以正硅酸乙酯(TEOS)為前驅(qū)體，氨水為催化劑制作二氧化硅溶膠，通過稀釋并加 入穩(wěn)定劑、粘結(jié)劑等而得到減反射鍍膜液，其中原料及催化劑物質(zhì)的量比例正硅酸乙酯水乙醇氨水=1 4 80 5 ；穩(wěn)定劑加入量為每升鍍膜液加Ig;粘結(jié)劑加入量為每 升鍍膜液加5g ；稀釋后鍍膜液中二氧化硅的質(zhì)量比為1%。降低粘度以適合噴涂工藝，并調(diào) 整溶劑成份降低減反射鍍膜液表面張力至30X10_3N/m以下，然后將經(jīng)過去離子水清潔并 預(yù)熱到50°C的3. 2mm厚低鐵超白壓花玻璃絨面向上平放在噴涂臺上，使用噴槍將減反射鍍 膜液均勻噴涂到玻璃基片上，待表干后，進(jìn)入200°C烘箱烘烤120S，再進(jìn)入鋼化爐鋼化，鋼 化爐溫為715°C，加熱時間為125S。鋼化成品即是本發(fā)明所述可鋼化的減反射鍍膜光伏玻璃。實(shí)施例二如圖1和圖2所示，一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃。它包括低鐵超白壓 花玻璃基片1和減反射膜層4，減反射膜層4鍍制在低鐵超白壓花玻璃基片1的絨面2上， 所述減反射膜層4是以二氧化硅為主成份，減反射膜層4厚度為150nm。這種玻璃的制作方 法為以正硅酸乙酯(TEOS)為前驅(qū)體，鹽酸為催化劑制作二氧化硅溶膠，通過稀釋并加入 穩(wěn)定劑、粘結(jié)劑等而得到減反射鍍膜液；其中原料及催化劑物質(zhì)的量比例正硅酸乙酯 水乙醇鹽酸=1 2 30 1 ；穩(wěn)定劑加入量為每升鍍膜液加3g ；粘結(jié)劑加入量為每 升鍍膜液加8g ；稀釋后鍍膜液中二氧化硅的質(zhì)量比為2. 5%。提高粘度以適合輥涂工藝， 并調(diào)整溶劑成份降低減反射鍍膜液表面張力至30X10_3N/m以下，然后將經(jīng)過去離子水清 潔并預(yù)熱到50°C的3. 2mm厚低鐵超白壓花玻璃絨面向上進(jìn)入輥涂設(shè)備，調(diào)整輥涂設(shè)備控制 減反射鍍膜液用量；待表干后，進(jìn)入150°C烘箱烘烤180S，再進(jìn)入鋼化爐鋼化，鋼化爐溫為 700°C，加熱時間為140S。鋼化成品即是本發(fā)明所述鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃。實(shí)施例三如圖1和圖2所示，一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃。它包括低鐵超白壓 花玻璃基片1和減反射膜層4，減反射膜層4鍍制在低鐵超白壓花玻璃基片1的絨面2上， 所述減反射膜層4是以二氧化硅為主成份，減反射膜層4厚度為180nm。這種玻璃的制作方 法為以正硅酸乙酯(TEOS)為前驅(qū)體，鹽酸為催化劑制作二氧化硅溶膠，通過稀釋并加入 穩(wěn)定劑、粘結(jié)劑等而得到減反射鍍膜液；其中原料及催化劑物質(zhì)的量比例正硅酸乙酯 水乙醇鹽酸=1 3 50 3 ；穩(wěn)定劑加入量為每升鍍膜液加5g ；粘結(jié)劑加入量為每 升鍍膜液加15g ；稀釋后鍍膜液中二氧化硅的質(zhì)量比為4%。降低粘度以適合淋涂工藝，并 調(diào)整溶劑成份降低減反射鍍膜液表面張力至30X10_3N/m以下，然后將經(jīng)過去離子水清潔 并預(yù)熱到50°C的3. 2mm厚低鐵超白壓花玻璃絨面向上進(jìn)入淋涂設(shè)備，調(diào)整輥涂設(shè)備控制 減反射鍍膜液用量；待表干后，進(jìn)入120°C烘箱烘烤300S，再進(jìn)入鋼化爐鋼化，鋼化爐溫為 730°C，加熱時間為135S。鋼化成品即是本發(fā)明所述鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，凡采用等同替換或等效替換形式的技術(shù)方案均屬于本 發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃，它包括低鐵超白壓花玻璃基片(1)和減反射膜層(4)，低鐵超白壓花玻璃基片(1)，其一面為絨面(2)，另一面為壓花面(3)，減反射膜層(4)鍍制在低鐵超白壓花玻璃基片(1)的絨面(2)，減反射膜層(4)是將減反射鍍膜液涂布到低鐵超白壓花玻璃基片(1)的絨面(2)，再依次經(jīng)過表干、加熱預(yù)固化、鋼化，在低鐵超白壓花玻璃基片(1)的絨面(2)上形成的納米級二氧化硅膜層，膜層厚度為100nm～200nm，減反射鍍膜液是以正硅酸乙酯、乙醇、水為原料，氨水或鹽酸作為催化劑制作成的二氧化硅溶膠，再通過稀釋并加入穩(wěn)定劑、粘結(jié)劑而得到的。
2.權(quán)利要求書1所述的一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃，穩(wěn)定劑為聚乙烯吡咯 烷酮(分子式為(C6H2tlN)n，且并不限于此類穩(wěn)定劑)。
3.權(quán)利要求書2所述的一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃，穩(wěn)定劑加入量為每升 鍍膜液加Ig 5g。
4.權(quán)利要求書1所述的一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃，粘結(jié)劑主要為樹脂類 有機(jī)化合物。
5.權(quán)利要求書4所述的一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃，粘結(jié)劑加入量為每升 鍍膜液加5g 15g。
6.權(quán)利要求書1所述的一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃，稀釋的溶劑為乙醇 類、丙酮類、丙醇類、乙酸乙酯類以及去離子水中的任意組合或其中一種，稀釋后二氧化硅 納米顆粒在減反射鍍膜液中的質(zhì)量比為 4%之間。
7.一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃的制作方法，其特征在于，包含以下步驟1)以正硅酸乙酯(英文縮寫TE0S，分子式C8H2tlO4Si)、乙醇、水為原料，氨水或鹽酸作為 催化劑制作二氧化硅溶膠，其中其中各物質(zhì)的摩爾比為正硅酸乙酯水乙醇氨水= 1 (2 4) (30 80) (1 5)，制成溶膠中二氧化硅顆粒的粒徑在IOnm 50nm之 間。2)對二氧化硅溶膠進(jìn)行稀釋并加入一定量的穩(wěn)定劑、粘結(jié)劑等而得到減反射鍍膜液。 穩(wěn)定劑為聚乙烯吡咯烷酮(分子式為(C6H2tlN)n，且并不限于此類穩(wěn)定劑)，加入量為每升鍍 膜液加Ig 5g ；粘結(jié)劑主要為樹脂類有機(jī)化合物，加入量為每升鍍膜液加5g 15g ；稀釋 的溶劑為乙醇類、丙酮類、丙醇類、乙酸乙酯類以及去離子水中的任意組合或其中一種；稀 釋后二氧化硅在鍍膜液中的質(zhì)量比為 4%之間。3)將上述配制好的鍍膜液均勻涂布到低鐵超白壓花玻璃基片的絨面。4)將鍍制好減反射鍍膜液的玻璃進(jìn)行預(yù)固化處理，處理溫度為100°C 200°C，處理時 間為20S 300S ；5)將預(yù)固化好的玻璃再進(jìn)行鋼化處理，鋼化溫度為680°C 730°C，即可制得可鋼化減 反射鍍膜光伏玻璃。
8.如權(quán)利要求書1所述的一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃或權(quán)利要求7所述的 一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃的制作方法，其制作方法是采用輥涂、淋涂、噴涂、 絲網(wǎng)印刷、浸制提拉法、旋涂、流涂等方法中的任意一種，將鍍膜液涂布到低鐵超白壓花玻 璃基片的絨面，再依次經(jīng)過表干、加熱預(yù)固化、鋼化而得到的減反射鍍膜光伏玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電池用封裝玻璃，特別涉及一種鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃及其制作方法。它包括低鐵超白壓花玻璃基片(1)和減反射膜層(4)，低鐵超白壓花玻璃基片(1)，其一面為絨面(2)，另一面為壓花面(3)，減反射膜層(4)鍍制在低鐵超白壓花玻璃基片(1)的絨面(2)，減反射膜層(4)是將減反射鍍膜液涂布到低鐵超白壓花玻璃基片(1)的絨面(2)，再依次經(jīng)過表干、加熱預(yù)固化、鋼化，在低鐵超白壓花玻璃基片(1)的絨面(2)上形成的納米級二氧化硅膜層。該方法生產(chǎn)的鍍有可鋼化減反射膜層的光伏玻璃，具有發(fā)電增量高、膜層硬度高、耐酸堿性好、耐候性好、膜層附著力高等特點(diǎn)。
文檔編號C03C17/23GK101905953SQ201010226020
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者夏衛(wèi)文, 王德標(biāo), 趙建楊 申請人:和合科技集團(tuán)有限公司