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光伏减反射镀膜玻璃

发布日期:2022/8/5 15:04:28 访问次数:85

摘要

    随着传统化石能源的减少和污染的加重,各国开始大力发展光伏发电。光伏减反射镀膜玻璃是应用于太阳能组件表面的盖板玻璃,其主要作用是在保证光线透射的同时,防护晶硅电池避免受到外界环境的破坏。

 

1.光伏减反射镀膜玻璃生产工艺

 

光伏减反射镀膜玻璃的生产是通过辊涂工艺在光伏玻璃基片表面镀制一层增透膜(即具有减反增透效果的功能涂层),然后经过高温钢化烧结提升膜层与玻璃的结合力,增强玻璃的强度,同时提高光伏组件输出功率。

 

该增透膜主要为纳米SiO2颗粒构成的多孔膜层,是硅源经过一系列的溶胶-凝胶化学反应和热处理过程后所形成的光学功能膜层。通过控制二氧化硅颗粒的大小和堆积形态,在玻璃表面获得纳米尺度分布均匀的多孔纳米材料,膜层的反射率降低到1%左右,大大降低了太阳能的反射率,从而提高太阳能透射率,最终将提升太阳组件的转化效率。

 

2.透过率性能

 

光伏减反射镀膜玻璃的透过率性能对光伏组件的发电功率具有直接影响,决定了光能到达电池片表面的多少,所以透过率性能是衡量其质量标准的核心指标之一。

 

光伏减反射镀膜玻璃的透过率性能受基片透过率、减反射膜层增透性能及基片花纹等因素影响。目前市场上的减反射镀膜玻璃产品透过率性能一般能够达到93.6%以上。

 

3.单层镀膜的研究

 

2010年以来,随着光伏行业的发展,大规模工业化减反射镀膜技术确立起来。中建材、福莱特、信义等企业均已经建立成熟的减反射镀膜生产线。根据中建材内部以及客户数据,单层减反射镀膜能提高组件发电功率2.5%以上,是光伏组件必不可少的材料之一。

 

单层镀膜玻璃生产工艺流程(规模化标准产线):磨边→清洗→预热→镀膜→固化→钢化→检测。

 

随着市场对高功率组件的需求,组件生产商要求制造商提供更高透过率的减反射镀膜玻璃产品。制造商一般是通过提升基片透过率和增透膜的增透性能提升光伏镀膜玻璃透过率。增透膜的增透性能提升的同时需要兼顾耐候性能和耐脏污性能,对于单层膜而言,增透性能提升到一定程度后,会难以兼顾耐脏污性能和耐候性能,所以目前市场上单层增透膜的增透性能已处于瓶颈期。

 

4.双层镀膜的研究

 

随着组件厂对面板玻璃的透光率、耐候性以及外观的要求越来越高,单层镀膜已经无法全面满足要求。双层镀膜是实现透过率提升的途径之一,市场上已出现双层膜光伏减反射镀膜玻璃,但该类产品依然存在耐脏污性能不良的问题,耐候性能有待验证。

 

沈军等研究了用溶胶-凝胶法在玻璃表面镀制一层减反射(AR)薄膜,可以将入射光强度提高5%以上。但其复杂的工艺以及机械强度的缺陷,大大限制了它的应用。

 

王晓栋等在实验室设计并生产出了双层镀膜的光伏玻璃,其透光率要优于单层镀膜玻璃,但是无法工业化生产。特别是在大规模工业化应用中,双层镀膜必须同时满足成本低、合格率高、效果好的要求。

 

林江平等通过对双层镀膜理论分析并利用TFCalc软件进行了相应模拟,优化膜层结构,精细化生产工艺,并用辊涂法生产出性能优异的双层镀膜产品。

 

双层镀膜的工艺设计需要整体上融入目前已经成熟的单层生产流程,否则改造成本高,不利于推广。特别需要注意的是,第一层镀膜的固化与冷却直接决定了第二层镀膜的效果。结合经验,设计了双层膜玻璃生产工艺流程:磨边→清洗→预热→第一层镀膜→第一次固化(高温150℃以上)→冷却(降至30℃以下)→检测→第二层镀膜→第二次固化→钢化→检测。双层镀膜房的温度控制在20~26℃,相对湿度30%~50%,通过调整皮带和胶辊的速度来控制膜层厚度。

 

5.光伏减反射镀膜玻璃发展前景

1)高透过率是光伏减反射镀膜玻璃的发展方向之一。

双层镀膜是实现透过率提升的途径之一,双层镀膜对于组件功率的提升效果有待验证,仅从透过率提升效果来看,并没有实现透过率的大幅度提升,反而增加了产品的成本,且目前技术条件下,双层镀膜存在使用过程中上下层膜结合力不好导致的耐候性能质量潜在风险。


目前减反膜的材料采用具有孔隙结构的SiO2,其膜层折射率在1.32左右。采用更低折射率的材料也是提升透过率的有效途径之一,如选用MgF2作为减反膜的膜层材料,MgF2减反膜的研究目前仅局限于理论和实验室研究阶段,在光伏玻璃领域并未出现批量化的生产应用。

 

2)附加功能化的光伏减反射镀膜玻璃将逐渐成为未来一段时间内的发展方向之一。

如易清洁抗灰尘功能的减反射镀膜玻璃、无颜色减反射镀膜玻璃、防眩光减反射镀膜玻璃等,目前这几类具有附加功能的减反射镀膜玻璃在市场上均有需求和实际应用案例,但仍然占据很小的市场份额。

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联系人:谢小姐

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