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光伏玻璃增透自洁AR镀膜液和光伏玻璃生产工艺

字体大小: - - yaqian   发表于 12-04-24 09:01     阅读(2872)   评论(0)     分类:Canano玻璃增透自洁AR镀膜液

光伏玻璃增透自洁AR镀膜液和光伏玻璃生产工艺

   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,所以开发并生产出透光率更高的光伏玻璃,无论组件厂商还是在终端市场上的需求都是非常迫切的。
  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。

一 超白玻璃的弊端

  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我总结了一下,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。

二 光伏玻璃增透自洁镀膜液简介

  太阳能光伏发电由于是零污染的清洁能源,目前已成为世界上最有发展潜力的行业,由于发电效率跟光伏玻璃成正比,各国的行业精英都在致力于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3M太阳能增透透液,使光伏玻璃在增透的同时达到自洁的效果,分述如下:
  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,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。作为世界纳米材料的领导者,佳纳尔开创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,让成为自洁增透玻璃。
   经过多年的研究,3M纳米自洁涂料终于面世,太阳能光伏电池玻璃表面用3M纳米自洁纳米涂料后,能在光伏电池采光玻璃表面形成一层自洁增透防护层,此3M自洁增透防护层在光线的照射下及雨水的冲刷下能保持其表面的洁净度,最重要的是3M纳米自洁涂料与光伏玻璃结合后会提高玻璃的可见光透过率一般超白玻璃表面受到污染后的玻璃光穿透率明显大幅下降至只有约70%但使用3M纳米自洁增透纳米的超白玻璃光穿透率一般约95%左右,进而保持太阳能光伏电池的转换效率,达到增透增益效果
  乾新(上海)电子科技代理的3M光伏玻璃增透镀膜液具有以下优点:

1.高透光率纳米级光学涂层技术能使超白玻璃的透光率增加2-3从而增加电池组件输出功率;
2..急速超亲水涂布后15分钟见效,与其他公司相比(3小时以上),本产品立即见效;
3.防止结露大幅抑制光伏玻璃产生结露;
4.防刮划硬:钢化后可以达到3H硬度防刮划效果;

5.涂敷的涂层具有高化学稳定性,高热稳定性,耐高温急变,耐老化,耐酸碱侵蚀,帮助太阳能玻璃长期在户外应用仍然保持稳定的增透防污性能;
6.耐用:可在恶劣环境中保持25
7.平整度好波筋小于千分之二
8.屏蔽红外线透过,减少红外线透过比,减少硅板温度,提高使用寿命

三 光伏玻璃增透镀膜自洁AR玻璃生产工艺
  辊涂法生产AR镀膜光伏玻璃的原理是:采用上海常祥实业代理的太阳能光伏玻璃AR抗反射增透镀膜液,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。
  因辊涂法与喷涂法镀膜工艺相比,产品表面膜层的均匀度大幅度提高;相比提拉法镀膜工艺,生产效率也得到了极大的提高;同样,因辊涂工艺相对于磁控溅射工艺成本又相对比较低,国内大部分光伏玻璃生产厂家都介入或由别的研究路线中转入到辊涂工艺制备AR镀膜光伏玻璃的研究中,随着研究的深入,辊涂法生产的AR镀膜光伏玻璃已投入到市场中,并逐步得到客户的认可。上海常祥根据公司代理的光伏玻璃增透镀膜液的客户经验,将辊涂法生产AR镀膜光伏玻璃生产线的设计、辊涂工艺原理、性能指标以及在线监测系统等多个方面进行介绍,供行业爱好者参考.
  2 .AR镀膜生产线的设计
  根据AR镀膜光伏玻璃的生产原理。根据各道工艺分析,设计思路如下:
  2.1玻璃原片:AR镀膜液的溶剂一般采用无水乙醇,为降低无水乙醇和光伏玻璃表面的接触角,使镀膜液更容易流平、铺展,必须选用新鲜的光伏玻璃原片,制造日期保证在1个月内。
  2.2盘刷清洗:采用一道盘刷清洗,清洗过程中必须注入氧化铈或其它抛光液,必要时加入洗洁净等碱性清洗剂对玻璃表面的油污进行清洗,洗洁净:水≈1104(重量比)。
  2.3 辊刷清洗:采用三道辊刷清洗,清洗过程中须注入3050℃的温水,清洗机选用三道风刀;清洗用水采用去离子水,电阻率≥10MΩ
  2.4 预热的目的:使玻璃进入镀膜段的具备一定的温度,使AR镀膜液表干速度加快,减少边部收缩;使玻璃的温度恒定,稳定镀膜工艺控制参数,便于控制。
  2.5 AR镀膜:
  251溶胶-凝胶法制备镀膜玻璃需对环境的温度、湿度进行控制,镀膜室的温度控制在20℃±5℃,减少镀膜液的挥发引起的浓度变化;湿度控制在50%±5%
  2.52镀膜室洁净度:10万级。
  2.6 表干:表干速度是影响镀膜质量的一个重要工艺参数,表干速度太快导致膜层没有流平的时间,而表干时间太长,导致进固化炉时出现边部膜层收缩,所以要在表干时间和设备表干段的长度之间选择一个合理的指标。表干时间一般在30秒~40秒为宜,根据设备的加工速度约为3/分~5/分,表干的长度一般设置在4以上。镀膜液的溶剂一般由乙醇和水组成,由于溶剂的成份决定了表干的时间,乙醇的含量越高,表干越快,水的含量高时,则表干慢。同时乙醇的含量又影响了镀膜液的表面张力与成膜特性,所以表干时间主要决定于在镀膜正常的情况下乙醇与水的比例,一般情况下乙醇与水的比例在7391之间。
  2.7 加热固化:使AR膜层初步固化,具备一定的强度(粘结力和硬度),如果固化炉出口直接通过辊道连接钢化炉,不需要人工转移时,膜层的强度要求不高,固化温度不需要太高,为150℃左右;而在固化炉出口需要落架转序时,膜层必须具备相当的强度,便于人工转移,这时温度一般控制在200℃左右。
  2.8 AR镀膜生产线直接与钢化炉使用辊道连接时,由于AR镀膜生产线采用的是胶辊涂布,生产速度一般在3/分~5/分,按光伏玻璃的标准版面,日产能在4000㎡左右,光伏玻璃使用的普通钢化炉产能选用日产能约为8000左右的连续式钢化炉,则每条钢化炉需要配备AR镀膜生产线2条。
  3 AR镀膜段的工作原理
  AR镀膜段采用辊筒涂布的方式进行,设备工作示意图如图2所示:
  3.1 1号钢辊的作用是与4号涂布胶辊形成凹槽,用于存放镀膜液,同时对4号涂布胶辊不断补充镀膜液。
  3.2 3号钢辊的作用是与4号涂布胶辊之间形成均匀的间隙,以控制镀膜液的用量,并使镀膜液在4号胶辊表面均匀分布。
  3.3 由于4号涂布胶辊的工作转动方向与玻璃前进方向相反,导致玻璃在前进到胶辊与皮带之间时容易造成胶辊被玻璃划伤,因此2号胶辊旨在防止玻璃前进时造成划伤。
  结论
  综上所述,因辊涂法生产的AR镀膜光伏玻璃,加工效率高、成本低,工艺实现简便、易于掌握,镀膜质量较高,随着各方面对AR镀膜工艺研究的深入,已逐步取代了提拉法、喷涂法、磁控溅射等工艺并占据了主导的地位。在未来,因可再生能源的广泛使用、低碳发展理念的推广和光伏行业的巨大发展潜力,AR镀膜光伏玻璃将随着工艺的成熟逐步取代传统的普通光伏玻璃成为晶硅光伏组件的必选材料之一,而辊涂法在AR镀膜光伏玻璃实现过程中的引入,对AR镀膜光伏玻璃的推广具有极大的推动作用。

 

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