CN104647837A - 彩色涂膜玻璃及利用其的太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种彩色涂膜玻璃及利用其的太阳能电池组件，本发明之一目的为提供一种彩色涂膜玻璃，其包含：玻璃基板；及形成于所述玻璃基板上的彩色涂膜，所述彩色涂膜包含无机成膜材料、颜料及黏结剂。本发明亦提供一种太阳能电池组件，包含：前侧玻璃基板；前述的彩色涂膜玻璃作为背侧保护材料；及密封于前侧玻璃基板与所述彩色涂膜玻璃之间的光伏电池。本发明的彩色涂膜玻璃具有良好的导热性、阻水性、机械性及耐候性，能够满足户外长期使用的需求且又兼具美观，因此适用于作为太阳能电池组件的背侧保护材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种彩色涂膜玻璃，尤其是一种具有良好导热性、阻水性、机械性及耐候性，可应用于太阳能电池组件作为其背侧保护材料的彩色涂膜玻璃。
背景技术
近来，因天候异常，全球暖化的问题日渐严重，全球开始逐渐关注导致全球暖化的二氧化碳排放的问题。燃煤发电或石化燃料消耗为产生二氧化碳的主要来源，因此全球开始研究以更干净的能源取代燃煤发电或减少石化燃料消耗的可能性，因此，由于光伏发电干净、无污染的特点，其为目前替代能源的重点研究对象。
一般而言，太阳能电池组件(assembly)具有如下结构:被太阳光照射，用于接受太阳光的前侧玻璃，此玻璃亦用于保护底下的光伏电池；及用于支撑光伏电池的背侧保护材料，其中光伏电池与前侧玻璃及背侧保护材料间可藉由密封膜(例如ethylene-vinyl-acetate共聚物,EVA)黏合。
由于太阳能电池组件在户外使用的时间可能长达20年，太阳能电池组件的前侧保护玻璃及背侧保护材料的耐候性及阻水等性质便变得十分重要，现已知玻璃可具有良好的耐候性及阻水性，可以适用于沙漠、海边等不同环境，但由于目前太阳能电池组件的应用范围越来越广，且人们对于其美观的要求越来越高，目前太阳能电池的背侧保护材料已逐渐不能满足人们的需求，因此，便需要开发能有不同色彩的玻璃。
第CN1272517A号中国专利申请案揭示一种彩色玻璃涂料，但该彩色涂层以有机化合物为主，仅含少量的无机粒子，且其应用于家居生活为主，例如窗、灯泡及生活装饰用饰品等，其与欲在户外长期使用的目的非常不同。
第CN202678354U号中国实用新型专利揭示一种颜色可调的太阳能晶硅电池双玻组件，其利用在太阳能电池上形成光学介质膜，来对太阳光谱进行选择性吸收，以达到呈现不同颜色的效果，然，该光学介质膜需要利用化学气相沈积法形成于太阳能电池上，工艺较复杂。
因此，目前仍极需要一种能改善现有技术的彩色涂膜玻璃。
发明内容
本发明提供一种彩色涂膜玻璃，具有良好的导热性、阻水性、机械性及耐候性，能够满足户外长期使用的需求且又兼具美观，例如，能满足长期在户外使用的太阳能电池组件的需求，且又能给予其不同于现有的太阳能电池组件的外观，提供颜色选择。
此外，本发明提供一种彩色涂膜玻璃，其工艺简单、成本较低，适合大规模生产推广。
因此，本发明的一个方面在于提供一种彩色涂膜玻璃，其包含：玻璃基板；及形成于所述玻璃基板上的彩色涂膜，所述彩色涂膜包含无机成膜材料、颜料及黏结剂。
因此，本发明的一个方面在于提供一种太阳能电池组件，其包含：前侧玻璃基板；前述的彩色涂膜玻璃作为背侧保护材料；及密封于所述前侧玻璃基板和所述彩色涂膜玻璃之间的光伏电池。
附图说明
图1展示根据本发明的一个实施例的彩色涂膜玻璃结构。
在若干图式中相同参考标号始终指对应部件。未按比例绘制尺寸。
具体实施方式
于本文中，除非特别限定，单数形「一」和「所述」亦包括其附复数形。本文中任何和所有实施例和例示性用语(「例如」和「如」)目的仅为了更加突显本发明，并非针对本发明的范围构成限制，本案说明书中的用语不应被视为暗示任何未请求的组件可构成实施本发明时的必要组件。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，本发明的彩色涂膜玻璃包含:玻璃基板1；及形成于所述玻璃基板上的彩色涂膜3，所述彩色涂膜包含无机成膜材料、颜料及黏结剂。
根据本发明的一个实施例，所述玻璃基板可为本项技术所理解的物质，例如包含但不限于平板玻璃及压延玻璃。
根据本发明的一个实施例，所述玻璃基板可视需要经过钢化处理、半钢化处理、钢化热处理、半钢化热处理、物理钢化处理或物理半钢化处理，或不经过前述钢化处理。
根据本发明的一个实施例，所述的玻璃基板的厚度为至少约0.2毫米。
根据本发明的一个实施例，所述无机成模材料可为本项技术所理解的物质，例如包含但不限于SiO2、ZrO2、BaSO4、Al2O3、CaCO3、CaSO4、ZnO、Pb3O4、Sb2O3、TiO2、MgO、MgCO3、云母、铅白、滑石粉及其混合物，颗粒粒径在约0.001微米至约50微米，较佳为约0.1微米至约5微米，更较佳为约0.2微米至约3微米。
所述无机成膜材料的含量，以彩色涂膜总重量计，为约3%至约40%，较佳为约4%至约20%，更较佳为约10%至约18%。
根据本发明的一个实施例，所述颜料可为如本项技术所理解的无机颜料，例如包含但不限于铁黄、铁红、铁黑、铁蓝、铬黄、铬绿、镉黄、镉红、群青及其混合物等；或本项技术所理解的有机颜料，例如包含但不限于耐光黄、联苯胺黄、镍偶氮黄、翁颜料、酚菁蓝、酚菁绿、大红粉、喹吖啶酮红及其混合物等。
所述颜料的含量，以彩色涂膜总重量计，为约0.1%至约20%，较佳为约3%至约17%，更较佳为约5%至约15%。
根据本发明的一个实施例，所述粘着剂可为如本项技术所理解的物质，例如包含但不限于以醇盐(如钛酸四丁酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯等)、有机盐(如Pb(CH3COO)2等)、无机盐(如Zn(NO3)2、氧氯化锆等)、金属有机化合物为原料生成的胶体、有机聚合物(如酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-乙酯乙烯酯、聚氨酯、丙烯酸酯、聚苯乙烯类、醇酸树脂、聚异氰酸酯、丙烯酸双酯、硅烷类、聚苯并咪唑、聚酰亚胺、丁烯橡胶、正硅酸四乙酯等)及其混合物等。所述粘着剂的含量，以彩色涂膜总重量计，为约3%至约40%，较佳为约4%至约20%，更较佳为约10%至约18%。
视需要，本发明的彩色涂膜，可包含一种或一种以上的下列添加剂:催化剂及助剂(如乳化剂、分散剂、阻聚剂、流变剂、防沉剂、催干剂、防结皮剂、防缩剂、抗刮伤剂、抗氧化剂、润滑剂、脱模剂、热稳定剂、光稳定剂、抗静电剂、耐磨剂、增稠剂、消泡剂及其混合物)。
若添加，所述助剂的含量，以彩色涂膜总重量计，为约0.1%至约20%，较佳为约1%至约18%，更较佳为约5%至约16%。
另外，视需要，本发明的彩色涂膜，可包含溶剂。
上述催化剂可为如本项技术所理解的物质，例如包含但不限于无机酸、有机酸、碱类、酸式盐、碱式盐、有机铵盐及其混合物。
若添加，所述催化剂的含量，以彩色涂膜总重量计，为约0.1%至约1%，较佳为约0.3%至约0.8%，更较佳为约0.4%至约0.7%。
上述溶剂可为如本项技术所理解的物质，例如包含但不限于水、石油溶剂、苯系溶剂、萜烯类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂、氯代烃类溶剂、硝基烃类溶剂、胺类溶剂及其混合物。
若包含，所述溶剂的含量，以彩色涂膜总重量计，为约20%至约70%，较佳为约25%至约65%，更较佳为约35%至约50%。
根据本发明的一个实施例，本发明的制备所述的彩色涂膜玻璃的方法包括:1)提供玻璃基板；2)将包含无机成膜材料、颜料及黏结剂的彩色涂膜组合物涂布所述玻璃基板的一个表面；及3)对所述经过涂膜后的玻璃基板进行固化处理。
根据本发明的一个实施例，所述无机成膜材料、颜料及黏结剂是按一定比例混合，在约0℃至约60℃的温度，较佳约15℃至约50℃，更佳约25℃至约40℃的温度内搅拌约0.2小时至约48小时，较佳约3小时至约20小时，更佳约5小时至约10小时(依选择的温度决定)，混合均匀后，再加入催化剂继续搅拌约0.2小时至约48小时，较佳约5小时至约25小时，更佳约10小时至约20小时。
根据本发明的一个实施例，所述彩色涂膜组合物是利用滚涂法、喷涂法、提拉法、狭缝法、旋涂法、印刷法或超音波雾化法均匀涂布在所述玻璃基板表面上。
根据本发明的一个实施例，所述经过涂膜后的玻璃基板是在约0℃至约800℃的温度，较佳约150℃至约500℃的温度，较佳约200℃至约450℃的温度下固化处理约30秒至约60小时，较佳约2分钟至1小时，更佳约2分钟至约0.5小时(依选择的温度决定)。
根据本发明的一个实施例，所述经过涂膜后的玻璃基板的彩色涂膜厚度为约0.2微米至约200微米。
根据本发明的一个实施例，本发明的太阳能电池组件包含：前侧玻璃基板；彩色涂膜玻璃；及密封于所述彩色涂膜玻璃与前侧玻璃基板之间的光伏电池。
根据本发明的一个实施例，本发明的太阳能电池组件可包含热塑性材料，例如但不限于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，填充于前侧保护玻璃与光伏电池间，及光伏电池与背侧彩色涂膜玻璃间。
虽然根据以上所述，本发明的太阳能电池组件具有以上所述结构，但其仅为例示，本发明并不限于此种结构。
除了包括本发明的实施例的彩色涂膜玻璃外，可以利用本领域已知的方式制备所述的太阳能电池组件。
实施例
根据本发明实施例所制备的彩色涂膜之组成如下:
实施例1
制备彩色涂膜
无机成膜材料、颜料、黏结剂、助剂及溶剂按上述比例混合，在30℃下搅拌6小时后，加入催化剂后继续搅拌16小时后待用。
实施例2
制备彩色涂膜
无机成膜材料、颜料、黏结剂、助剂及溶剂按上述比例混合，在40℃下搅拌6小时后，加入催化剂后继续搅拌16小时后待用。
实施例3
制备彩色涂膜玻璃
利用喷涂法将实例1的彩色涂膜组合物均匀喷涂在玻璃表面，涂布后的玻璃在250°C下烘烤20分钟，即得到彩色涂膜玻璃。
实施例4
制备彩色涂膜玻璃
利用滚涂法将实例2的彩色涂膜组合物均匀喷涂在玻璃表面，涂布后的玻璃在400°C下烘烤10分钟，即得到彩色涂膜玻璃。
本发明的彩色涂膜玻璃因具有较多量的无机材料，其耐候性较佳；此外，因本发明的彩色涂膜玻璃可呈现不同颜色，其应用于太阳能电池组件时，不但能满足太阳能电池组件长期户外使用的要求，亦能给予太阳能电池组件不同的视觉外观效果，增加其应用范围。
此外，本发明应用涂布法，其工艺简单，成本较低，适合大规模生产。
所属领域的技术人员将明了，可在不脱离本发明的范围或精神的情况下对本发明的结构做出各种修改和改变。鉴于前述内容，既定本发明涵盖本发明的修改和改变，只要其属于所附权利要求书及其等效物的范围内。
Claims (10)
1.一种彩色涂膜玻璃，其包含：玻璃基板；及形成于所述玻璃基板上的彩色涂膜，所述彩色涂膜包含无机成膜材料、颜料及黏结剂。
2.根据权利要求1所述的彩色涂膜玻璃，其中以总重量计，所述无机成膜材料的含量为约3%至40%；所述颜料的含量为约0.1%至20%；及所述黏结剂的含量为3%至40%。
3.根据权利要求1所述的彩色涂膜玻璃，其中所述无机成膜材料选自SiO2、ZrO2、BaSO4、Al2O3、CaCO3、CaSO4、ZnO、Pb3O4、Sb2O3、TiO2、MgO、MgCO3、云母、铅白、滑石粉及其混合物。
4.根据权利要求1所述的彩色涂膜玻璃，其中所述颜料选自铁黄、铁红、铁黑、铁蓝、铬黄、铬绿、镉黄、镉红、群青、耐光黄、联苯胺黄、镍偶氮黄、翁颜料、酚菁蓝、酚菁绿、大红粉、喹吖啶酮红及其混合物。
5.根据权利要求1所述的彩色涂膜玻璃，其中所述无机成膜材料的粒径为0.001微米至50微米。
6.根据权利要求1所述的彩色涂膜玻璃，其中所述黏结剂选自以醇盐、有机盐、无机盐、金属有机化合物为原料生成的胶体、有机聚合物及其混合物。
7.根据权利要求1所述的彩色涂膜玻璃，其中所述彩色涂膜进一步包含添加剂，选自催化剂、乳化剂、分散剂、阻聚剂、流变剂、防沉剂、催干剂、防结皮剂、防缩剂、抗刮伤剂、抗氧化剂、润滑剂、脱模剂、热稳定剂、光稳定剂、抗静电剂、耐磨剂、增稠剂、消泡剂及其混合物，及溶剂。
8.根据权利要求1所述的彩色涂膜玻璃，其中所述玻璃基板为平板玻璃或压延玻璃。
9.根据权利要求1所述的彩色涂膜玻璃，其中所述彩色涂膜的厚度为约0.2微米至约200微米。
10.一种太阳能电池组件，其包含:
前侧玻璃基板；
如权利要求1至9中任一项所述的彩色涂膜玻璃；及
密封于所述前侧玻璃基板及所述彩色涂膜玻璃之间的光伏电池。
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