CN109305753A - 一种高强光伏组件用玻璃及其制备方法 - Google Patents

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曾敏
周欣
张宇宏
仝争利
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Abstract

本发明提供了一种高强光伏组件用玻璃，包括以下质量分数的组份，73%～76%的SiO2、4%～6%的Al2O3、2%～3%的B2O3、6%～8%的CaO、2%～4%的MgO、9%～12%的Na2O、0.1～0.3%CeO2、0‑0.1%Sb2O3、余量为不可避免的杂质。本发明还提供了一种高强光伏组件用玻璃的制备方法。通过添加少量的氧化铈，降低了玻璃液粘度，促使玻璃液中气泡消除，同时降低了生产成本，且氧化铈具有氧化性，使铁从二价变为三价态，起到脱色作用。氧化铝含量的提高增加了玻璃的强度，使其满足高强光伏组件用玻璃强度的要求。氧化硼的添加，主要起助熔的作用，添加氧化硼来降低熔化、成型和液线温度。

Description

一种高强光伏组件用玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，特别涉及一种高强光伏组件用玻璃及其制备方法。
背景技术
太阳能是取之不尽、用之不竭且无污染的洁净能源，全世界都在争先恐后地利用光伏发电，所以太阳能光伏玻璃产业发展潜力巨大。目前，中国作为全球最大的一个光伏市场，得到了国内外相关产业及媒体的广泛关注，近年来全国的光伏电站投资建设呈现出爆发式增长，光伏电站也成了新能源领域的宠儿，光伏玻璃作为光伏电站的重要组成部分，更是吸引了许多专家和学者的研究。
随着光伏行业的整体好转及智能化高新技术的应用，生产技术将不断进行创新和突破，光伏玻璃行业也将向薄型化、轻量化的方向发展，这就对玻璃的强度提出了更为严格的要求，其次，现如今大多公司生产的超白压延玻璃所使用的澄清剂多为氧化锑，其成本高，且具有微毒性，长时间对人体健康带来危害，这都是目前企业急需解决的问题。
氧化铝对于提高玻璃的机械强度有着重要意义，此外能够降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性，改善热稳定性，而目前市场上光伏压延玻璃组件中氧化铝的含量普遍在1%～2%，玻璃强度不够，后期需再进行钢化提高玻璃强度，工序繁杂且成本高。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高强光伏组件用玻璃及其制备方法。
本发明通过增加氧化铝含量，提高玻璃的机械强度，降低玻璃的析晶倾向，使其不需钢化就能达到半钢化玻璃产品性能，满足高强光伏组件用玻璃强度的要求，避免了后期玻璃钢化的繁杂工序；同时使用氧化铈起澄清和脱色作用，提高能源的利用效率，降低了生产成本，生产出绿色节能环保的新型太阳能光伏玻璃，是生产光伏玻璃的一项技术创新应用。
技术方案：为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：一种高强光伏组件用玻璃，包括以下质量分数的组份，73%～76%的SiO2、4%～6%的Al2O3、2%～3%的B2O3、6%～8%的CaO、2%～4%的MgO、9%～12%的Na2O、0.1～0.3%CeO2、0-0.1%Sb2O3、余量为杂质。氧化铝含量的提高，提高了玻璃的化学稳定性，增加了玻璃的机械强度，使其不需钢化就能达到半钢化玻璃产品性能，满足高强光伏组件用玻璃强度的要求，由于氧化铝的增加，提高了玻璃的熔化温度，增加燃料成本，因此本发明通过添加少量的氧化硼来降低玻璃的熔化温度；在玻璃生产过程中，氧化硼主要起助熔的作用，当其他性质的要求限定了碱的用量后，往往添加氧化硼来降低熔化、成型和液线温度，与氧化钠和氧化钾不同，氧化硼不仅具有助熔的作用，同时还有助于形成具有高化学耐久性、低热膨胀和低导电性的玻璃制品。氧化铈的添加，降低了玻璃液粘度，促使玻璃液中气泡消除，氧化铈的价格相比三氧化二锑要低，所以在减少毒性的同时也降低了生产成本；氧化铈的氧化性强，使铁从二价变为三价态，起脱色作用，作为澄清剂使用可以不需要与硝酸盐配合，高温可自行分解放出氧气，加速澄清，因此可以减少原料中芒硝的使用量，虽然氧化铈的增透效果不如氧化锑，但全氧燃烧窑炉的强制性高温熔化特点会使玻璃液达到足够高的温度，高温玻璃液的熔制效果良好可以有效的弥补澄清排泡不良缺陷。
一种高强光伏组件用玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按配方取料，取料后进行混合得到混合原料；
（2）在混合原料中加入混合原料质量4%的水混匀后进入全氧窑熔制得到玻璃液，熔制温度控制在1560℃～1600℃，熔制时间为3h～4h；
（3）将玻璃液降温至1430℃～1480℃进行澄清，澄清时间为1h～2h；
（4）澄清后的玻璃液降温至1150℃～1220℃后通过压延辊压延成型；
（5）成型后进退火窑进行退火处理，退火温度控制70℃～560℃，退火时间为10min～20min，退火后得到成品玻璃。
本发明的有益效果：与传统技术相比，本发明具有如下优点：
1、氧化铈的使用，比氧化锑具有更好的澄清和脱色效果，毒性小、成本低且氮氧化物的排放量会相应的减少；
2、通过增加氧化铝的含量，能够降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性，改善热稳定性，增加玻璃的机械强度，使其不需钢化就能达到半钢化玻璃产品性能，满足高强光伏组件用玻璃强度的要求，解决了后期钢化工序繁杂且成本高的问题；
3、玻璃的形成是在全氧窑中进行，减少了氮化物、硫化物的排放，对保护环境有着重要意义。
具体实施方式
实施例1：一种高强光伏组件用玻璃的制备方法，按质量分数的组份为SiO2为73%，Al2O3为6%，B2O3为3%，CaO为6.85%，MgO为2%，Na2O为9%，CeO2为0.1%，Sb2O3为0.05%的比例取料，取料后进混料机进行混合得到混合原料；在混合原料中加入混合原料质量4%的水混匀后进入全氧窑熔制得到玻璃液，熔制温度控制在1560℃，熔制时间为4h；再将玻璃液降温至1430℃进行澄清，澄清时间为2h；澄清后的玻璃液降温至1150℃后通过压延辊压延成型成型后进退火窑进行退火处理，退火温度控制70℃～560℃，退火时间为10min～20min，退火后得到成品玻璃。
实施例2：一种高强光伏组件用玻璃的制备方法，按质量分数的组份为SiO2为73.5%，Al2O3为4%，B2O3为2%，CaO为6%，MgO为4%，Na2O为10.2%，CeO2为0.3%的比例取料，取料后进混料机进行混合得到混合原料；在混合原料中加入混合原料质量4%的水混匀后进入全氧窑熔制得到玻璃液，熔制温度控制在1570℃，熔制时间为3.6h；再将玻璃液降温至1450℃进行澄清，澄清时间为2h；澄清后的玻璃液降温至1170℃后通过压延辊压延成型，成型后进退火窑进行退火处理，退火温度控制70℃～560℃，退火时间为10min～20min，退火后得到成品玻璃。
实施例3：一种高强光伏组件用玻璃的制备方法，按质量分数的组份为SiO2为73%，Al2O3为4.2%，B2O3为2.3%，CaO为6%，MgO为2.3%，Na2O为12%，CeO2为0.2%的比例取料，取料后进混料机进行混合得到混合原料；在混合原料中加入混合原料质量4%的水混匀后进入全氧窑熔制得到玻璃液，熔制温度控制在1580℃，熔制时间为3.4h；再将玻璃液降温至1460℃进行澄清，澄清时间为1.6h；澄清后的玻璃液降温至1180℃后通过压延辊压延成型，成型后进退火窑进行退火处理，退火温度控制70℃～560℃，退火时间为10min～20min，退火后得到成品玻璃。
实施例4：一种高强光伏组件用玻璃的制备方法，按质量分数的组份为SiO2为76%，Al2O3为4%，B2O3为2%，CaO为6%，MgO为2%，Na2O为9.9%，CeO2为0.1%的比例取料，取料后进混料机进行混合得到混合原料；在混合原料中加入混合原料质量4%的水混匀后进入全氧窑熔制得到玻璃液，熔制温度控制在1600℃，熔制时间为3.2h；再将玻璃液降温至1470℃进行澄清，澄清时间为1.2h；澄清后的玻璃液降温至1200℃后通过压延辊压延成型成型后进退火窑进行退火处理，退火温度控制70℃～560℃，退火时间为10min～20min，退火后得到成品玻璃。
实施例5：一种高强光伏组件用玻璃的制备方法，按质量分数的组份为SiO2为74%，Al2O3为4%，B2O3为2%，CaO为8%，MgO为2%，Na2O为9.9%，CeO2为0.1%,的比例取料，取料后进混料机进行混合得到混合原料；在混合原料中加入混合原料质量4%的水混匀后进入全氧窑熔制得到玻璃液，熔制温度控制在1620℃，熔制时间为3.4h；再将玻璃液降温至1480℃进行澄清，澄清时间为1h；澄清后的玻璃液降温至1220℃后通过压延辊压延成型，成型后进退火窑进行退火处理，退火温度控制70℃～560℃，退火时间为10min～20min，退火后得到成品玻璃。
表1 厚度为2.0mm的成品玻璃的测试结果：
表2 成品玻璃抗冲击实验时的玻碎高度：

Claims (2)

1.一种高强光伏组件用玻璃，其特征在于，包括以下质量分数的组份，73%～76%的SiO2、4%～6%的Al2O3、2%～3%的B2O3、6%～8%的CaO、2%～4%的MgO、9%～12%的Na2O、0.1～0.3%CeO2、0-0.1%Sb2O3、余量为不可避免的杂质。
2.一种如权利要求1所述的高强光伏组件用玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按配方取料，取料后进行混合得到混合原料；
（2）在混合原料中加入混合原料质量4%的水混匀后进入全氧窑熔制得到玻璃液，熔制温度控制在1560℃～1600℃，熔制时间为3h～4h；
（3）将玻璃液降温至1430℃～1480℃进行澄清，澄清时间为1h～2h；
（4）澄清后的玻璃液降温至1150℃～1220℃后通过压延辊压延成型；
（5）成型后进退火窑进行退火处理，退火温度控制70℃～560℃，退火时间为10min～20min，退火后得到成品玻璃。
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