CN104556687A - 一种太阳能光伏玻璃及其制备方法 - Google Patents

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本发明涉及太阳能光伏制备技术领域，尤其是一种太阳能光伏玻璃及其制备方法；包含基质玻璃和稀土化合物，所述基质玻璃以氧化物为基准，其质量份组成如下：SiO268～72份、CaO6～12份、Na2O10～15份、MgO0.5～4份、Al203 0.5～3份、Sb2O30.1～2份、BaCO30.1～0.8份；所述基质玻璃中还含有Fe，以氧化物Fe2O3计，Fe含量低于120ppm；所述稀土化合物的质量份组成如下：Dy2O3 0.1～2份、Tb2O3 0.1～1.8份、CeO20.5～1.5份、NaNO30～2份。有益效果是：发明中将合理优化太阳能光伏玻璃的配方和在玻璃表面镀膜相结合，减少了玻璃的定向反射，增加了内反射效应，提高了太阳光线的透过率，最大限度的提高了光电转换率。

Description

一种太阳能光伏玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能光伏制备技术领域，尤其是一种太阳能光伏玻璃及其制备方法。
背景技术
众所周知的太阳能光电转换依靠的是太阳能电池组件中的硅片，硅片有很好的吸光作用，随着人们对太阳能电池组件的不断改进，太阳能电池组件中的硅片的光电转换率在目前的工艺制作水平上已达到了极限， 想要再提高太阳能电池的光电转换率已经成为一个难题。
光伏玻璃属于高透明玻璃、低铁玻璃，是玻璃产品中最高档的品种，具有高透过率、高透明性，其透过率可达92%以上，根据光伏玻璃的使用特点，可以概括出光伏玻璃需要较低的热膨胀系数，较高的热稳定性与低共熔点或相界化学稳定性，具有较高的机械强度，硬度和较高的透过率。
申请公布号为CN 101885586A 的中国发明专利申请公开了一种光伏玻璃表面减反射膜的制备方法，包括：1）制备无机- 有机杂化硅溶液；2）将无机- 有机杂化硅溶液涂覆于光伏玻璃上；3）经疏水处理和固化处理后得到具有减反射膜的光伏玻璃。虽然该技术方案通过溶胶- 凝胶法制备减反射膜，在可见到红外波段具有光谱减反效果，但是该方法使用的原料价格相对较高并且制备工艺相对较为复杂，不适合大规模生产。
现有的太阳能光伏玻璃的配方或其制备方法，还存在成本高、经济效益低的技术不足。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种成本低、经济效益高，适合大规模生产的太阳能光伏玻璃及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种太阳能光伏玻璃，包含基质玻璃和稀土化合物，所述基质玻璃以氧化物为基准，其质量份组成如下：SiO2 68～72份、CaO 6～12份、Na2O 10～15份、MgO 0.5～4份、Al203 0.5～3份、Sb2O3 0.1～2份、BaCO30.1～0.8份；所述基质玻璃中还含有Fe，以氧化物Fe2O3计，Fe含量低于120ppm；
所述稀土化合物的质量份组成如下：Dy2O3 0.1～2份、Tb2O3 0.1～1.8份、CeO2 0.5～1.5份、NaNO3 0～2份。
进一步的，所述稀土化合物的质量份组成如下：Dy2O3 0.5～1.8份、Tb2O3 0.5～1.8份、CeO2 0.8～1.5份、NaNO3 0.5～1.8份。
进一步的，所述SiO2由酸洗石英砂提供。
进一步的，所述太阳能光伏玻璃的厚度为3mm或3.2mm。
进一步的，所述太阳能光伏玻璃的表面还涂镀有一层金属化合物薄膜；所述薄膜的质量份组成如下：二氧化硅溶液85～95份、MgF2H415～20份、ZnO 3-7份、Al2O35.5-6.5份、聚乙二醇30-50份、水50-70份。
更进一步的，所述薄膜采用溶胶-凝胶法；通过甩胶、喷涂或浸渍等方法将醇盐溶胶涂在衬底上制膜，醇盐吸收空气中的水分后发生水解和聚合，逐渐变成凝胶，最后经过干燥、烧结处理。
进一步的，所述基质玻璃以氧化物为基准，其质量份组成如下：SiO2 70～72份、CaO 8～10份、Na2O 12～15份、MgO 0.5～3.5份、Al203 0.5～2.5份、Sb2O3 0.5～1.8份、BaCO30.5～0.8份；所述基质玻璃中还含有Fe，以氧化物Fe2O3计，Fe含量低于120ppm。
制备一种太阳能光伏玻璃的方法，所述方法包括以下步骤：将基质玻璃和稀土化合物升温1580-1600℃熔化，经过澄清均化和冷却后，得到熔料进行压延成型、退火后得到光伏玻璃；所述澄清、均化过程中热点到卡脖的温度95-102℃；所述冷却过程中玻璃液到达形成部液流口的温度控制为1200-1250℃。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1、本发明中将合理优化太阳能光伏玻璃的配方和在玻璃表面镀膜相结合，减少了玻璃的定向反射，增加了内反射效应，提高了太阳光线的透过率，最大限度的提高了光电转换率。对于大于 1200 nm 的红外光有较 高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。
2、由酸洗石英砂提供SiO2。酸洗石英砂能有效控制其中铁的含量应在50ppm以内，其它金属含量控制在3ppm以内；降低原材料中铁、铬等重金属的含量，能制备出高质量的太阳能光伏玻璃；降低了制备成本，简化了制备工艺，生产效率高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种太阳能光伏玻璃，包含基质玻璃和稀土化合物，所述基质玻璃以氧化物为基准，其质量份组成如下：SiO2 68份、CaO 6份、Na2O 10份、MgO 0.5份、Al203 0.5份、Sb2O3 0.1份、BaCO30.1份；所述基质玻璃中还含有Fe，以氧化物Fe2O3计，Fe含量低于120ppm；
所述稀土化合物的质量份组成如下：Dy2O3 0.1份、Tb2O3 0.1份、CeO2 0.5份。
其中SiO2由酸洗石英砂提供。因为酸洗石英砂能有效控制其中铁的含量应在50ppm以内，其它金属含量控制在3ppm以内；降低原材料中铁、铬等重金属的含量，能制备出高质量的太阳能光伏玻璃；降低了制备成本，简化了制备工艺，生产效率高。
所述太阳能光伏玻璃的厚度为3mm。
优选的，所述太阳能光伏玻璃的表面还涂镀有一层金属化合物薄膜；所述薄膜的质量份组成如下：二氧化硅溶液95份、MgF2H420份、ZnO 7份、Al2O36.5份、聚乙二醇50份、水70份。将合理设计太阳能光伏玻璃的配方以及在光伏玻璃上镀膜相结合的方式，能有效提高太阳能光伏玻璃的质量，光的透过率可以得到有效提高。
制备一种太阳能光伏玻璃的方法，所述方法包括以下步骤：将基质玻璃和稀土化合物升温1580-1600℃熔化，经过澄清均化和冷却后，得到熔料进行压延成型、退火后得到光伏玻璃；所述澄清、均化过程中热点到卡脖的温度95-102℃；所述冷却过程中玻璃液到达形成部液流口的温度控制为1200-1250℃。由于光伏玻璃原料纯度高，熔化困难，澄清、均化要求高等特性，要求光伏玻璃的熔制要有比一般平板玻璃更加严格的熔制制度，尤其是对玻璃熔制温度曲线的控制有更高的要求。本发明中的光伏玻璃熔制过程的条件为优选的工艺条件这样能使玻璃在高温下有足够的时间进行澄清、均化。
薄膜采用溶胶-凝胶法；通过甩胶、喷涂或浸渍等方法将醇盐溶胶涂在衬底上制膜，醇盐吸收空气中的水分后发生水解和聚合，逐渐变成凝胶，最后经过干燥、烧结处理。镀膜时的热处理温度为200℃，时间为5min，钢化温度为720℃，时间为8min；镀膜厚度为300nm。
实施例2-6的试验数据见表1，制备方法同实施例1 。
组分 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
SiO2 70 70 68 72 72
CaO 8 8 8 10 12
Na2O 12 12 14 15 15
MgO 0.5 0.5 2.5 3.5 4
Al203 0.5 0.5 2 2.5 3
Sb2O3 0.5 0.5 1.5 1.8 2
BaCO3 0.5 0.5 0.6 0.8 0.8
Fe <120 <110 <110 <120 <120
Dy2O3 0.5 1.0 1.5 1.8 2
Tb2O3 0.5 1.5 1.6 1.8 1.8
CeO2 0.8 1.2 1.2 1.5 1.5
NaNO3 0.5 1.5 1.2 1.8 2
二氧化硅溶液 90 90 92 90 85
MgF2H4 18 16 16 18 15
ZnO 5 4 6 5 3
Al2O3 6 6.5 5.8 6 5.5
聚乙二醇 40 50 35 40 30
水 60 50 65 60 70
实施例1-6中制得的太阳能光伏玻璃的性能测试数据见表2。
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
玻璃透光率增加/% 3 4 3.2 3.2 3.5 3.5
未放玻璃的光强度w/m2 462.0 462.0 462.0 462.0 462.0 462.0
放玻璃的光强度w/m2 436.1 437.1 436.3 436.3 436.8 436.8
透过率/% 94.39 94.62 94.43 94.44 94.55 94.55
未放玻璃的电流mA 0.622 0.622 0.622 0.622 0.622 0.622
放玻璃的电流mA 0.578 0.592 0.580 0.580 0.585 0.585
尽管上述实施例已对本发明的技术方案进行了详细地描述，但是本发明的技术方案并不限于以上实施例，在不脱离本发明的思想和宗旨的情况下，对本发明的技术方案所做的任何改动都将落入本发明的权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种太阳能光伏玻璃，包含基质玻璃和稀土化合物，其特征在于：所述基质玻璃以氧化物为基准，其质量份组成如下：SiO2 68～72份、CaO 6～12份、Na2O 10～15份、MgO 0.5～4份、Al203 0.5～3份、Sb2O3 0.1～2份、BaCO30.1～0.8份；所述基质玻璃中还含有Fe，以氧化物Fe2O3计，Fe含量低于120ppm；
所述稀土化合物的质量份组成如下：Dy2O3 0.1～2份、Tb2O3 0.1～1.8份、CeO2 0.5～1.5份、NaNO3 0～2份。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏玻璃，其特征在于：所述稀土化合物的质量份组成如下：Dy2O3 0.5～1.8份、Tb2O3 0.5～1.8份、CeO2 0.8～1.5份、NaNO3 0.5～1.8份。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏玻璃，其特征在于：所述SiO2由酸洗石英砂提供。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏玻璃，其特征在于：所述太阳能光伏玻璃的厚度为3mm或3.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏玻璃，其特征在于：所述太阳能光伏玻璃的表面还涂镀有一层金属化合物薄膜；所述薄膜的质量份组成如下：二氧化硅溶液85～95份、MgF2H415～20份、ZnO 3-7份、Al2O35.5-6.5份、聚乙二醇30-50份、水50-70份。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能光伏玻璃，其特征在于：所述薄膜采用溶胶-凝胶法；通过甩胶、喷涂或浸渍等方法将醇盐溶胶涂在衬底上制膜，醇盐吸收空气中的水分后发生水解和聚合，逐渐变成凝胶，最后经过干燥、烧结处理。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏玻璃，其特征在于：所述基质玻璃以氧化物为基准，其质量份组成如下：SiO2 70～72份、CaO 8～10份、Na2O 12～15份、MgO 0.5～3.5份、Al203 0.5～2.5份、Sb2O3 0.5～1.8份、BaCO30.5～0.8份；所述基质玻璃中还含有Fe，以氧化物Fe2O3计，Fe含量低于120ppm。
8.制备如权利要求1所述的一种太阳能光伏玻璃的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将基质玻璃和稀土化合物升温1580-1600℃熔化，经过澄清均化和冷却后，得到熔料进行压延成型、退火后得到光伏玻璃；所述澄清、均化过程中热点到卡脖的温度在95-102℃；所述冷却过程中玻璃液到达形成部液流口的温度控制为1200-1250℃。
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