CN102617034B - 一种光伏玻璃配方及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏玻璃组合物，其包括如下的基础组分、脱色剂组分、以及无法避免的有害组分，所述各组分如下所示：所述基础组分包括：SiO2：68～73重量份；Al2O3：0.4～2重量份；CaO：9.0～12重量份；MgO：1～3重量份；R2O(K2O+Na2O)：13.5～14.5重量份；所述脱色剂组分包括：0.2～0.4重量份的Sb2O3，和0～2.5重量份的NaNO3；所述无法避免的有害组分中，Fe2O3与FeO的总重量不高于0.012重量份；且基础组分、脱色剂组分、以及无法避免的有害组分的总重量占所述光伏玻璃的99～100％。本发明提供了一种新的低成本、高效益的太阳能玻璃及其制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能玻璃工业制造方法。
背景技术
随着国家对新型能源产业政策的调整，风能、太阳能光伏发电等清洁能源越来越受到重视和应用。目前，普通浮法、压延玻璃在技术上和生产上已经非常成熟和普及。但这些玻璃由于透光率低，无法满足太阳能光伏发电的要求。
国内有很多厂家在尝试和开发满足太阳能光伏发电的高透光率压延玻璃。
如中国专利号为ZL 200610017566.0的专利中，公开一种高透光率玻璃配方。但相关组分(Fe2O3：0.0001-0.009％)，成本很高，造成经济效益降低。
中国专利号为ZL 200810241740.9的专利中公开了一种超白浮法玻璃，其配方与晶体硅光伏玻璃配方有较大的差别。不能应用于晶体硅太阳能电池光伏玻璃盖板。
综上所述，本领域缺乏一种低成本、高效益的太阳能玻璃制造方法，因此，本领域迫切需要开发一种新的太阳能玻璃制造方法。
发明内容
本发明的第一目的在于获得一种低成本、高效益的光伏玻璃组合物。
本发明的第二目的在于获得一种低成本、高效益的光伏玻璃。
本发明的第三目的在于获得一种低成本、高效益的光伏玻璃的制备方法。
本发明的第四目的在于获得一种低成本、高效益的光伏玻璃的用途。
在本发明的第一方面，提供了一种光伏玻璃组合物，其包括如下的基础组分、脱色剂组分、以及无法避免的有害组分，所述各组分如下所示：
所述基础组分包括：
SiO2： 68～73重量份；
Al2O3： 0.4～2重量份；
CaO： 9.0～12重量份；
MgO： 1～3重量份；
R2O(K2O+Na2O)： 13.5～14.5重量份；
所述脱色剂组分包括：
0.2～0.4重量份的Sb2O3，和0～2.5重量份的NaNO3；
所述无法避免的有害组分中，Fe2O3与FeO的总重量不高于0.012重量份；
且基础组分、脱色剂组分、以及无法避免的有害组分的总重量占所述光伏玻璃的99～100％。
在本发明的一个具体实施方式中，所述脱色剂组分包括：
0.2～0.4重量份的Sb2O3；
1～2.5重量份的NaNO3。
在本发明的一个具体实施方式中，所述无法避免的有害组分中，FeO/(Fe2O3+FeO)的比例不大于20重量％。
在本发明的一个具体实施方式中，所述光伏玻璃由如下基础组分、脱色剂组分、以及无法避免的有害组分组成，其中所述重量百分比均以光伏玻璃的总重量计：
SiO2： 68～73％；
Al2O3： 0.4～2％；
CaO： 9.5～12％；
MgO： 1～3％；
R2O(K2O+Na2O)： 13.5～14.5％；
脱色剂组分Sb2O3： 0.2～0.4％；脱色剂组分NaNO3： 0～2.5％；
有害组分(Fe2O3+FeO)： 0.008％～0.012％，其中FeO/(Fe2O3+FeO)：不大于20％。
在本发明的一个具体实施方式中，所述脱色剂组分NaNO3含量为0～2.5％。
本发明的第二方面提供一种所述的光伏玻璃组合物制得的光伏玻璃，以GB2680-94建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定，所述光伏玻璃(以3.2mm计)的可见光透过率≥91.5％。
本发明的第三方面提供一种本发明所述的光伏玻璃的制备方法，其包括如下步骤：
提供本发明所述的组合物的组分；
所述组分混合后在在空气助燃或全氧燃烧的玻璃熔窑中进行熔化；
得到熔料在压延成型、退火后得到所述光伏玻璃。
在一个具体实施方式中，采用如下流程：
各种原料的输送-称量-混合-配合料输送(加强以上工艺过程的除铁，防铁，隔铁措施)-熔化(在空气助燃或全氧燃烧的玻璃熔窑中)-压延成型-退火-切裁-检验-包装。
在本发明的一个具体实施方式中，所述玻璃窑炉为日熔化量100t/d至700t/d的玻璃熔窑。
本发明的第四方面提供一种如本发明所述的光伏玻璃作为太阳能玻璃的应用，特别是对可见光的吸收方面的应用。
在本发明的一个具体实施方式中，是指所述光伏玻璃在晶体硅太阳能电池封装玻璃方面的应用。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，通过调整光伏玻璃脱色剂的选择，特别是脱色剂的组合，并通过120T/D，250T/D，500T/D生产线的试生产验证，获得了良好的效果。在一个优选的实施方式中，理论和实践都证明采用Sb2O3是光伏玻璃生产的优选的理想脱色剂。SbO或Sb3+在外界作用下氧化为Sb5+，而在高温熔融状态下，Sb5+又使Fe2+氧化为Fe3+，从而玻璃的着色能力养少，透光率大大提高。生产实践也证实了这一结果。最优选地，理论和实践都证明采用Sb2O3(含Sb的氧化物和化合物)+NaNO3是光伏玻璃生产的更优选的理想组合脱色剂。低温玻璃熔融阶段，NaNO3使SbO或Sb3+氧化为Sb5+，而在高温熔融状态下，Sb5+又使Fe2+氧化为Fe3+，从而玻璃的着色能力养少，透光率大大提高，且中微气泡指标大大优于国家标准。生产实践也证实了这一结果。故特别适合作为光伏玻璃的组合脱色剂。在此基础上完成了本发明。
本发明中，术语“含有”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”或“包括”中。
以下对本发明的各个方面进行详述：
如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
光伏玻璃组合物
本发明提供的一种光伏玻璃组合物，其包括如下的基础组分、脱色剂组分、以及无法避免的有害组分，所述各组分如下所示：
所述基础组分包括：
SiO2： 68～73重量份；
Al2O3： 0.4～2重量份；
CaO： 9.0～12重量份；
MgO： 1～3重量份；
R2O(K2O+Na2O)： 13.5～14.5重量份；
所述脱色剂组分包括：
0.2～0.4重量份的Sb2O3，和0～2.5重量份的NaNO3；
所述无法避免的有害组分中，Fe2O3与FeO的总重量不高于0.012重量份；
且基础组分、脱色剂组分、以及无法避免的有害组分的总重量占所述光伏玻璃的99～100％。
在一个优选实施方式中，所述脱色剂组分包括：
0.2～0.4重量份的Sb2O3；
1～2.5重量份的NaNO3。
在一个优选实施方式中，所述无法避免的有害组分中，FeO/(Fe2O3+Fe2O)的比例不大于20重量％。
在一个具体实施方式中，所述光伏玻璃由如下基础组分、脱色剂组分、以及无法避免的有害组分组成，其中所述重量百分比均以光伏玻璃的总重量计：
SiO2： 68～73％；
Al2O3： 0.4～2％；
CaO： 9.0～12％；
MgO： 1～3％；
R2O(K2O+Na2O)： 13.5～14.5％；
脱色剂组分Sb2O3： 0.2～0.4％；脱色剂组分NaNO3：0～2.5％；
有害组分(Fe2O3+FeO)：0.008％～0.012％，其中FeO/(Fe2O3+FeO)：不大于20％。
光伏玻璃及其制备方法和用途
本发明的光伏玻璃以GB2680-94建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定所述光伏玻璃(以3.2mm计)的可见光透过率≥91.5％。
本发明的光伏玻璃的制备方法，其包括如下步骤：
提供本发明所述的组合物的组分；
所述组分混合后在空气助燃或全氧燃烧的玻璃熔窑中进行熔化；
得到熔料在压延成型、退火后得到所述光伏玻璃。
在一个具体实施方式中，采用如下流程：
各种原料的输送-称量-混合-配合料输送(加强以上工艺过程的除铁，防铁，隔铁措施)-熔化(在空气助燃或全氧燃烧的玻璃熔窑中)-压延成型-退火-切裁-检验-包装。
在低温玻璃熔融阶段，NaNO3使SbO或Sb3+氧化为Sb5+，而在高温熔融状态下，Sb5+又使Fe2+氧化为Fe3+，从而玻璃的着色能力减弱，透光率大大提高。同时中微气泡指标优于国家标准。
本发明的方法可适用于日熔化量100t/d至700t/d的空气助燃和全氧燃烧玻璃熔窑。
本发明的光伏玻璃可作为太阳能玻璃，特别是在晶体硅太阳能电池封装玻璃方面的应用。
本发明的光伏玻璃性能满足了作为晶体硅太阳能电池封装玻璃的要求，而售价大为降低(市价目前为37元/m2(钢化后价格))的情况下经济效益良好(这种玻璃大部分为3.2mm)，从而大大地降低了成本。
本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。
除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
本发明的测定标准如下：
GB2680-94建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定
实施例1～4
实施例1～4的配方如下表所示：
| 氧化物 | 实施例1含量％ | 实施例2含量％ | 实施例3含量％ | 实施例4含量％ |
| SiO2 | 71.7 | 73 | 69 | 71.4 |
| Al2O3 | 1 | 0.7 | 2 | 1.5 |
| Fe2O3+FeO | 0.011 | 0.009 | 0.01 | 0.02 |
| CaO | 11 | 10 | 12 | 10 |
| MgO | 2 | 1.5 | 3 | 2.5 |
| R2O | 14 | 14.5 | 13.7 | 14.1 |
| NaNO3 | 2.4 | 1.5 | 2.0 | 3 |
| Sb2O3 | 0.28 | 0.30 | 0.35 | 0.20 |
| 合计 | 99.991 | 99.929 | 99.96 | 99.92 |
| 可见光透射率 | 91.6％ | 91.8％ | 91.7％ | 91.51％ |
注：1、R2O:K2O、Na2O，其含量函NaNO3中的Na2O；
2、本实施例中玻璃的组分以重量％计。
配方实现的方式：选用保证实现配方，又容易获得，价格经济的原料，主要有：低铁石英砂(含铁量60-80PPm)，氢氧化铝，方解石(石灰石)，菱镁石(白云石)，纯碱，硝酸钠，氧化锑或焦锑酸钠；对石英砂含铁量的要求要综合考虑其它原料引进的含铁量后确定。引进玻璃中总的含铁量不能超过100PPm.考虑配料过程，原料输送过程，碎玻璃破碎和输送过程中与含铁设备接触引进的含铁量。成品光伏玻璃中总的含铁量控制在110PPm以内较为理想，各种原料的粒度，水分也要满足相应的技术要求。根据本发明配方和工艺参数计算出各原料的干基用量。实际配料过程中，根据每种原料的水分，干基量计算出湿基量，通过全自动电子秤配料系统称取各种原料，按时序排料并输送到混合机中进行混合。在混合中进行加热水。混合均匀的配合料输送到熔化工段。
结论：
见表中的透光率数据，采用的原料种类略有不同，但只要引入的玻璃组分类似，也能达到相同的目的。
实施例5
以下实施例5～7中没有NaNO3原料的引入，玻璃组分中的R2O主要由纯碱引入。
本实施例中玻璃的组分如下：(以重量％计)
| 氧化物 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3+FeO | CaO | MgO | R2O | Sb2O3 |
| 含量(％) | 71.700 | 1.000 | 0.011 | 11.000 | 2.000 | 14.000 | 0.300 |
实现这种配方的方式与实施例1类似：
根据配方的需要，综合各方面的因素，选用保证实现配方，又容易获得，价格经济的原料，主要有：低铁石英砂(含铁量子60-80PPm)，氢氧化铝，方解石(石灰石)，菱镁石(白云石)，纯碱，硝酸钠，氧化锑或焦锑酸钠；对石英砂含铁量的要求要综合考虑其它原料引进的含铁量后确定。引进玻璃中总的含铁量不能超过100PPm.考虑配料过程，原料输送过程，碎玻璃破碎和输送过程中与含铁设备接触引进的含铁量。成品光伏玻璃中总的含铁量控制在110PPm以内较为理想。根据本发明配方和工艺参数计算各原料的干基用量。
所得到的光伏玻璃的透光率为91.5％
实施例6：
所述的制备方法与实施例5类似，也不引入NaNO3原料，配方不同如下：
| 氧化物 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3+FeO | CaO | MgO | R2O | Sb2O3 |
| 含量(％) | 73.000 | 0.600 | 0.009 | 10.000 | 1.500 | 14.500 | 0.400 |
所得到的光伏玻璃的透光率为91.6％。
实施例7：
所述的制备方法与实施例5类似，也不引入NaNO3原料，配方不同如下：
| 氧化物 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3+FeO | CaO | MgO | R2O | Sb2O3 |
| 含量(％) | 69.000 | 2.000 | 0.010 | 12.000 | 3.000 | 13.600 | 0.200 |
所得到的光伏玻璃的透光率为91.5％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种光伏玻璃组合物，其特征在于，由如下的基础组分、脱色剂组分、以及无法避免的有害组分组成：
所述基础组分包括：
所述脱色剂组分包括：
0.2～0.4重量份的Sb2O3，和0～2.5重量份的NaNO3；
所述无法避免的有害组分中，Fe2O3与FeO的总重量不高于0.012重量份。
2.如权利要求1所述的光伏玻璃组合物，其特征在于，所述脱色剂组分包括：
0.2～0.4重量份的Sb2O3；
1～2.5重量份的NaNO3。
3.如权利要求1所述的光伏玻璃组合物，其特征在于，
所述无法避免的有害组分中，FeO/(Fe2O3+FeO)的比例不大于20重量％。
4.如权利要求1所述的光伏玻璃组合物，其特征在于，所述光伏玻璃由如下基础组分、脱色剂组分、以及无法避免的有害组分组成，其中所述重量百分比均以光伏玻璃的总重量计：
脱色剂组分Sb2O3：0.2～0.4％；脱色剂组分NaNO3：0～2.5％；
有害组分(Fe2O3+FeO):0.008％～0.012％，其中FeO/(Fe2O3+FeO):不大于20％。
5.如权利要求4所述的光伏玻璃组合物，其特征在于，所述脱色剂组分NaNO3含量为1～2.5％。
6.一种如权利要求1所述的光伏玻璃组合物制得的光伏玻璃，其特征在于，以GB2680-94建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定，所述光伏玻璃(以3.2mm计)的可见光透过率≥91.5％。
7.一种如权利要求6的光伏玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供如权利要求1所述的组合物的组分；
所述组分混合后在空气助燃或全氧燃烧的玻璃熔窑中进行熔化；
得到熔料在压延成型、退火后得到所述光伏玻璃。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述玻璃窑炉为日熔化量100t/d至700t/d的玻璃熔窑。
9.一种如权利要求6所述的光伏玻璃作为太阳能玻璃的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述光伏玻璃在晶体硅太阳能电池封装玻璃方面的应用。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |