CN103011595A

CN103011595A - 一种提高玻璃光伏透过率的玻璃组份

Info

Publication number: CN103011595A
Application number: CN2012105773952A
Authority: CN
Inventors: 赵会峰; 姜宏; 崔永红; 鲁鹏; 周莉; 张宏敏; 田瑞平; 陈垂昌
Original assignee: HAINAN AVIC SPECIAL GLASS MATERIALS CO Ltd
Current assignee: Xinyi Glass (Hainan) Co.,Ltd.
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN103011595B

Abstract

本发明属于太阳能电池玻璃基板生产制造技术领域，提出一种提高玻璃光伏透过率的玻璃组份，所提出的提高玻璃光伏透过率的玻璃组份的配合料组成和质量百分比为：石英砂58%~62%，纯碱17%~21%，白云石11%~14%，石灰石6%~8%，芒硝0.5%~0.7%；所述的玻璃组份还包括有添加剂；所述的添加剂为：硝酸钠、氧化铈和二氧化锰；所述硝酸钠的加入量为0.3%~2.0%；所述氧化铈的加入量为0.2%-0.8%；所述二氧化锰的加入量为0.02%-0.30%。本发明增加了玻璃的氧化性，使Fe²⁺向Fe³⁺转化，减少了Fe²⁺对太阳光的吸收，提高了玻璃对光的传输能力，从而提高了整个太阳能的波段透过率。

Description

一种提高玻璃光伏透过率的玻璃组份

技术领域

本发明属于太阳能电池基板玻璃生产制造技术领域，主要涉及一种提高玻璃光伏透过率的玻璃组份。

背景技术

太阳能作为一种再生能源，能有效缓解全球当前能源供应紧张状况。太阳能电池市场需求呈现稳步上升趋势。

决定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或薄膜硅技术，其次为保护晶硅光电组件中的光伏盖板玻璃和薄膜硅光电组件中的基板玻璃。经过测试玻璃的光伏波段透过率增加2—3%，可以使组件发电功率增加3.52—6.53W，发电功率增益1.5—2.7%；提高玻璃光伏透过率的方法有：改变玻璃表面结构，减少光的二次反射；镀减反射膜，增加透过率；降低玻璃中的铁含量等。前两种适用于晶硅太阳能电池，后者适用于各类太阳能电池，但玻璃中的铁含量受到原料铁含量的制约，原料中铁含量降低到一定程度再除铁成本较高。

铁在钠钙硅玻璃中同时存在Fe²⁺和Fe³⁺两种状态， Fe³⁺离子的３d轨道呈半充满状态，电子所处的状态比较稳定，基态和激发态的能量差较大，可见光的能量不足以或很难使其激发，在可见光区引起的光吸收很小（在380nm、420nm、435nm处少量吸收），对透过率的影响相对小些；Fe²⁺离子在1050nm处产生一个强烈吸收峰，且吸收带较宽，从600nm开始至近红外，正好处于太阳能电池光伏响应波段。并且Fe²⁺离子的吸光能力约为Fe³⁺的10倍。因此Fe²⁺离子大量的吸收了太阳的辐射热，使玻璃光伏透过率降低。因此降低玻璃中Fe²⁺的含量，可以提高玻璃的光伏透过率。

发明内容

本发明的目的是提出一种提高玻璃光伏透过率的玻璃组份，使其能增加玻璃的氧化性，使Fe²⁺向Fe³⁺转化，减少Fe²⁺对太阳光的吸收，提高玻璃对光的传输能力，使整个太阳能的波段透过率得到提高。

本发明为完成上述发明目的采用如下技术方案：

一种提高玻璃光伏透过率的玻璃组份，所述玻璃组份的配合料组成和质量百分比为：石英砂58%~62%，纯碱17%~21%，白云石11%~14%，石灰石6%~8%，芒硝0.5%~0.7%；其特征在于：所述的玻璃组份还包括有添加剂；所述的添加剂为：硝酸钠、氧化铈和二氧化锰；所述硝酸钠的加入量为0.3%~2.0%；所述氧化铈的加入量为0.2%-0.8%；所述二氧化锰的加入量为0.02%-0.30%。

所述添加剂的加入量直接决定了玻璃光伏的透过率，下面对各种添加剂的加入量的范围界定加以分析：

为保持玻璃成分中氧化钠含量不变，加入硝酸钠时，相应减少纯碱用量，硝酸钠加热到380℃以上即分解成亚硝酸钠和氧气，400~600℃时放出氮气和氧气，是玻璃工业用作各种玻璃及制品的脱色剂、澄清剂、氧化剂及助熔剂，硝酸钠的加入量少于0.3%时作用不明显，但硝酸钠的加入量太高时，对熔窑耐火材料侵蚀严重，分解放出的氮氧化物对大气也造成污染，因此硝酸钠的加入量应控制在2.0%以下；

二氧化铈在高温下分解生成三氧化二铈和氧气，具有氧化性，铈在玻璃中以Ce³⁺和Ce⁴⁺两种形态存在，Ce⁴⁺能强烈吸收紫外线（240nm），可以起到保护电池组件的作用；Ce³⁺的吸收峰在314nm处，不影响玻璃的光伏透过率；氧化铈还有增加玻璃对光的传输能力，整个太阳光波段透过率均较高；但过量的二氧化铈会使玻璃着色呈黄色，因此二氧化铈的加入量应控制在0.2-0.8%。

二氧化锰在535℃时分解放出氧，起到氧化剂的作用；锰在玻璃中比较稳定存在的是Mn²⁺ 、Mn³⁺，Mn²⁺的吸收峰是430nm，Mn³⁺的吸收峰是490nm，在光伏波段的初始位置，且锰的吸光能力很弱，基本不影响玻璃的光伏透过率；但对于可见光透过率有些影响，太多会使玻璃着色呈紫红色；因此二氧化锰的加入量应控制在0.03-0.30%。

本发明提出的一种提高玻璃光伏透过率的玻璃组份，采用在玻璃组份中添加具有氧化性物质的添加剂，增加了玻璃的氧化性，使Fe²⁺向Fe³⁺转化，减少了Fe²⁺对太阳光的吸收，提高了玻璃对光的传输能力，从而提高了整个太阳能的波段透过率，该添加剂组份主要用于浮法工艺生产的超白玻璃，通过加入该添加剂的玻璃，在光伏波段（380nm~1100nm）对光的吸收少，透过率提高约1%~1.5%；该玻璃用于薄膜太阳能电池，可以提高太阳能电池光电转换效率。

具体实施方式

结合具体实施例对本发明加以说明，但不构成对本发明的任何限制；

按表1中比例称取各种原料，经过混合，在1500℃高温炉中熔制 2.0小时，得到玻璃进行光学性能测试，测试结果统一折合5mm和3.2mm，如表1中所示。

硝酸钠加热到380℃以上即分解成亚硝酸钠和氧气，400~600℃时放出氮气和氧气，是玻璃工业用作各种玻璃及制品的脱色剂、澄清剂、氧化剂及助熔剂，硝酸钠的加入量少于0.3%时作用不明显，但硝酸钠的加入量太高时，对熔窑耐火材料侵蚀严重，分解放出的氮氧化物对大气也造成污染，因此硝酸钠的加入量应控制在2.0%以下。

二氧化铈在高温下分解生成三氧化二铈和氧气，具有氧化性，铈在玻璃中以Ce³⁺和Ce⁴⁺两种形态存在，Ce⁴⁺能强烈吸收紫外线（240nm），可以起到保护电池组件的作用；Ce³⁺的吸收峰在314nm处，不影响玻璃的光伏透过率；氧化铈还有增加玻璃对光的传输能力，整个太阳光波段透过率均较高；但过量的二氧化铈会使玻璃着色呈黄色，因此氧化铈的加入量应控制在0.2-0.8%。

二氧化锰在535℃时分解放出氧，起到氧化剂的作用；锰在玻璃中比较稳定存在的是Mn²⁺ 、Mn³⁺，Mn²⁺的吸收峰是430nm，Mn³⁺的吸收峰是490nm，在光伏波段的初始位置，且锰的吸光能力很弱，基本不影响玻璃的光伏透过率；但对于可见光透过率有些影响，太多会使玻璃着色呈紫红色。因此二氧化锰的加入量应控制在0.03-0.30%。

按表1中比例称取各种配合料，经过混合，在1500℃高温炉中熔制 2.0小时，得到玻璃进行光学性能测试，测试结果统一折合5mm和3.2mm，如表1中所示。

表1

Figure 2012105773952100002DEST_PATH_IMAGE001

Claims

1.一种提高玻璃光伏透过率的玻璃组份，所述玻璃组份的配合料组成和质量百分比为：石英砂58%~62%，纯碱17%~21%，白云石11%~14%，石灰石6%~8%，芒硝0.5%~0.7%；其特征在于：所述的玻璃组份还包括有添加剂；所述的添加剂为：硝酸钠、氧化铈和二氧化锰；所述硝酸钠的加入量为0.3%~2.0%；所述氧化铈的加入量为0.2%-0.8%；所述二氧化锰的加入量为0.02%-0.30%。