編者按:太陽能光伏電池所用的封裝玻璃,目前的主流產(chǎn)品為低鐵鋼化壓花玻璃,太陽能電池組件對鋼化玻璃的透光率要求很高,須大于91.6%,對大于1200nm的紅外光有較高的反射率。
1.1.1 光伏玻璃的作用
太陽能光伏電池所用的封裝玻璃,目前的主流產(chǎn)品為低鐵鋼化壓花玻璃,太陽能電池組件對鋼化玻璃的透光率要求很高,須大于91.6%,對大于1200nm的紅外光有較高的反射率。另外,厚度要求在3.2mm。它能增強組件的抗沖擊能力,良好的透光率可以提高組件的效率,并起到密封組件的作用。
PV組件的前表面材料對于可以被PV組件中的太陽電池使用的波長必須有很高的透明度。對于硅太陽電池,頂表面材料對于波長在350nm到1200nm范圍的波長必須有很高的透明度。另外,前表面的反射應(yīng)該很低。 雖然理論上在頂表面應(yīng)用減反射膜可以減少反射,但是實際上這些減反射膜都不足以抵抗大多數(shù)PV組件的使用條件。另一個可以減少反射的技術(shù)是織構(gòu)化表面或者使表面粗糙。但是,在這種情況下灰塵和泥垢更可能黏附在頂表面,并且很難被風(fēng)和雨水驅(qū)除。這些組件因此不是“自清潔”的,并且減少反射的優(yōu)越性很快被頂表面的塵土招致的損失所超過。
除了反射和透明的特性之外,頂表面材料應(yīng)該是不滲透水的,應(yīng)該是耐沖擊的,應(yīng)該在長期的紫外線照射下是穩(wěn)定的,并且有很低的熱阻系數(shù)。水或者水蒸汽進入到PV組件中,將腐蝕金屬電極和互聯(lián)條,并且從而將顯著地減少PV組件的壽命。在大多數(shù)組件中,頂表面用于提供機械強度和硬度,因此用于支撐太陽電池和聯(lián)線的頂表面或者背表面必須是機械鋼性的。
頂表面材料有幾種選擇,包括丙烯酸聚合物和玻璃。鋼化的低鐵玻璃是最普通的應(yīng)用,因為成本低、堅固、穩(wěn)定、高透明度、防水和氣體,并且有良好的自清潔特性。
1.1.2 鋼化玻璃
鋼化玻璃,厚度3.2mm±0.3mm;鋼化性能符合國標(biāo):GB9963-88,或者封裝后的組件抗沖擊性能達到國標(biāo) GB9535-88 地面用硅太陽電池組件環(huán)境實驗方法中規(guī)定的性能指標(biāo);一般情況下,透光率應(yīng)高于90%;玻璃要清潔無水汽、不得裸手接觸玻璃兩表面。
采用低鐵鋼化絨面玻璃(又稱為白玻璃), 厚度3.2mm,在太陽電池光譜響應(yīng)的波長范圍內(nèi)(320-1100nm)透光率達91%以上,對于大于1200 nm的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時能耐太陽紫外光線的輻射,透光率不下降。
用作光伏組件封裝材料的鋼化玻璃,對以下幾點性能有較高的要求
a). 抗機械沖擊強度
b). 表面透光性
c). 彎曲度
d). 外觀
鋼化玻璃是平板玻璃的二次加工產(chǎn)品,鋼化玻璃的加工可分為物理鋼化法和化學(xué)鋼化法。物理鋼化玻璃又稱為淬火鋼化玻璃(將金屬工件加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時間,隨即浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻)。這種玻璃處于內(nèi)部受拉,外部受壓的應(yīng)力狀態(tài),一旦局部發(fā)生破損,便會發(fā)生應(yīng)力釋放,玻璃被破碎成無數(shù)小塊,這些小的碎片沒有尖銳棱角,不易傷人?;瘜W(xué)鋼化玻璃是通過改變玻璃表面的化學(xué)組成來提高玻璃的強度,一般是應(yīng)用離子交換法進行鋼化。其效果類似于物理鋼化玻璃。
鋼化玻璃強度比普通玻璃提高數(shù)倍,抗彎強度是普通玻璃的3-5倍,抗沖擊強度是普通玻璃5-10倍,提高強度的同時亦提高了安全性。鋼化玻璃承載能力大,改善了易碎性質(zhì),即使鋼化玻璃破壞也呈無銳角的小碎片,極大地降低了對人體的傷害。鋼化玻璃的耐急冷急熱性比普通玻璃提高2-3倍,對防止熱炸裂有明顯的效果。鋼化玻璃具有良好的熱穩(wěn)定性,能承受的溫差是普通玻璃的3倍,可承受200℃的溫差變化。但鋼化后的玻璃不能再進行切割或加工,只能在鋼化前就對玻璃進行加工至需要形狀,再進行鋼化處理。鋼化玻璃強度雖然比普通玻璃強,但是鋼化玻璃在溫差變化大時有自爆(自己破裂)的可能性,而普通玻璃不存在自爆的可能性(鋼化玻璃在無直接機械外力作用下發(fā)生的自動性炸裂叫做鋼化玻璃的自爆)。
原標(biāo)題:光伏組件為什么要選用鋼化玻璃?