CN113372013B - 耐候性光伏钢化玻璃白颜料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光伏钢化玻璃技术领域，具体涉及一种耐候性光伏钢化玻璃白颜料及其制备方法和应用。所述颜料，其材质以元素计由下列重量百分比的元素组成：硅15‑40％，硼5‑20％，钠8‑20％，钾0‑5％，铋0‑5％，锡1‑6％，锌5‑20％，钛10‑55％，钡0‑8％，锂1‑6％。将制备的熔剂与金红石型二氧化钛按比例混合成光伏白玻璃颜料，再经轧墨机与一定比例的油墨轧成油墨印刷在玻璃上，经钢化处理后即得光伏钢化玻璃，其具有优异的光折射率，具有良好的耐酸碱腐蚀性、耐候性及热稳定性，且不影响光伏玻璃的透光率，符合PID检测标准。

Description

耐候性光伏钢化玻璃白颜料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于光伏钢化玻璃技术领域，具体涉及一种耐候性光伏钢化玻璃白颜料及其制备方法和应用。
背景技术
太阳能光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池，能够利用太阳辐射发电，并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。它是由低铁玻璃、太阳能电池片、胶片、背面玻璃、特殊金属导线组成，将太阳能电池片通过胶片密封在一片低铁玻璃和一片背面玻璃的中间，是一种最新颖的建筑用高科技玻璃产品。采用低铁玻璃覆盖在太阳能电池上，可保证高的太阳光透过率，经过钢化处理的低铁玻璃还具有更强的抗风压和承受昼夜温差变化大的能力。
PID效应(Potential Induced Degradation)又称电势诱导衰减，是电池组件的封装材料和其上表面及下表面的材料，电池片与其接地金属边框之间的高电压作用下出现离子迁移，而造成组件性能衰减的现象。
PID现象产生的主要原因是潮湿、高温的环境容易产生水蒸气，水蒸气通过封边硅胶或背板进入组件内部；EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)的酯键在遇到水后发生反应，生成可自由移动的醋酸，醋酸和玻璃中的纯碱(Na2CO3)反应将Na+析出，在电池内部电场作用下移动至电池表面，造成玻璃体电阻降低；在漏电流的作用下，带正电的载流子穿过玻璃，通过边框流向地面，使得负电荷在电池片表面堆积，吸引光电载流子(空穴)流向N型硅的表面聚集起来，而不是像正常状态下一样流向正极(P极)。这种表面极化现象而引起的输出功率衰减，对光伏组件的使用寿命及发电稳定性产生极大影响。
目前，光伏玻璃采用的低铁钢化玻璃多为透明无色的，专利CN111326594公开了一种彩色涂层和具有彩色涂层的光伏组件及其制备方法，采用彩色颜料制备得到涂层，然后将涂层设置于光伏组件的结构层面上，可改变光伏组件的固有颜色，然而通过涂层改变颜色，会影响玻璃的透光率，光透过率下降，太阳能电池板的光电转换率必然下降，影响光电转换效率。
钢化玻璃颜料是在玻璃的钢化过程中印刷在玻璃表面的颜料，由熔剂和色剂组成。钢化玻璃颜料与玻璃熔点近似，在玻璃进行钢化的同时，可以将相同熔点的颜料印刷和喷涂到玻璃上，颜色以黑色和白色为主，其它还有红、黄、蓝、绿等，可将所需各种颜色的色剂和玻璃熔剂按适当比例调配后经轧墨制成为油墨，再将轧墨后的颜料印刷或喷涂在玻璃的表面上形成花纹或图案，然后进钢化炉经680-720℃进行钢化处理。将钢化玻璃颜料熔融在玻璃上，可对玻璃进行色彩和图案装饰，起到遮挡、保护和美化的作用。然而，目前对于光伏玻璃采用的钢化玻璃并未有能够采用的颜料，所以，亟需研发一种能够用于光伏钢化玻璃的颜料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种耐候性光伏钢化玻璃白颜料及其制备方法，将制备的熔剂与金红石型二氧化钛按比例混合成光伏白玻璃颜料，再经轧墨机与一定比例的油墨轧成油墨印刷在玻璃上，经钢化处理后即得光伏钢化玻璃，其具有优异的光折射率，具有良好的耐酸碱腐蚀性、耐候性及热稳定性，且不影响光伏玻璃的透光率。
本发明是采用以下技术方案实现的：
所述的耐候性光伏钢化玻璃白颜料，其材质以元素计由下列重量百分比的元素组成：硅 15-40％，硼5-20％，钠8-20％，钾0-5％，铋0-5％，锡1-6％，锌5-20％，钛10-55％，钡0-8％，锂1-6％，铝0-5％。
本发明所述的耐候性光伏钢化玻璃白颜料溶剂的制备方法，将二氧化硅、三氧化二硼、氧化钠、氧化钾、氧化铋、氧化锡、氧化锌、氧化钡、氧化锂、氧化铝以及部分的二氧化钛配成混合体后，再经1200-1300℃熔融，然后经拣选机烘干成颗粒状玻璃晶体，然后球磨至 2-8μm，经离心机脱水烘干后，再与剩余二氧化钛混合，即得颜料成品。
其中：
所述的二氧化钛为金红石型二氧化钛。
部分的二氧化钛与剩余二氧化钛的质量比为5-10:5-45。
本发明可将所得熔剂与金红石型二氧化钛按比例混合制得的光伏白玻璃颜料用于光伏玻璃，将颜料采用网版印刷方法印刷在玻璃上，然后经钢化处理后制得光伏钢化玻璃，再与太阳能电池片等组件组装成光伏玻璃，经PID检测，符合标准。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明在熔剂配方中添加了钛，并在制备时先将部分的钛与其余原料混合熔融粉碎后，再加入剩余的钛，最终与白色色剂制得颜料用于光伏钢化玻璃上，符合PID检测标准，具有良好的耐酸碱腐蚀性、耐候性及热稳定性和较高的折光率(折射率)，且不影响光伏玻璃的透光率。
2、经试验检测本发明制备的光伏白玻璃颜料产品，耐蚀性和膨胀系数均能达到光伏钢化玻璃的使用要求，理化性能指标：
热膨胀系数：75.0-90.0×10-7℃-1(利用402E型电子膨胀仪测得)；
化学稳定性：于0.2mol/L的硫酸溶液中浸泡0.5小时后，色调、色泽均无明显变化；于 0.5％Na2CO3溶液中浸泡60小时后，色调、色泽均无明显变化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
实施例1-5所述的耐候性光伏钢化玻璃白颜料，其材质以元素计的化学成分见表1。
表1实施例1-5光伏钢化玻璃白颜料化学成分(以重量百分比计)
元素成分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
硅 40 30 20 19 15
硼 5 8 10 5 7
钠 8 10 8 10 12
钾 2 0 2 5 1
铋 2 0 1 4 0
锡 5 4 1 5 3
锌 10 5 10 5 5
部分钛 5 10 5 5 10
剩余钛 20 25 35 40 45
钡 2 3 3 0 1
锂 1 4 3 2 1
铝 0 1 2 0 0
实施例1-5所述的耐候性光伏钢化玻璃白颜料的制备方法为：将二氧化硅、三氧化二硼、氧化钠、氧化钾、氧化铋、氧化锡、氧化锌、氧化钡、氧化锂、氧化铝以及部分的二氧化钛配成混合体后，再经1250±20℃熔融，然后经拣选机烘干成颗粒状玻璃晶体，然后球磨至2-8μm，经离心机脱水烘干后，再与剩余二氧化钛混合，即得颜料成品。
将实施例1-5制备的颜料采用网版印刷方法印刷在玻璃上，颜料经轧墨机与一定比例的油墨轧成油墨印刷在玻璃上，然后经钢化处理后制得光伏钢化玻璃，再与太阳能电池片等组件组装成光伏玻璃，经PID检测，符合标准。
将实施例1-5制备的颜料进行性能测试，测试结果见表2。
表2实施例1-5制备的颜料产品的性能测试结果
Figure RE-GDA0002974435540000031
Figure RE-GDA0002974435540000041
其中，热膨胀系数利用402E型电子膨胀仪测得。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (5)

1.一种耐候性光伏钢化玻璃白颜料，其特征在于：其材质以元素计由下列重量百分比的元素组成：硅15-40％，硼5-20％，钠8-20％，钾0-5％，铋0-5％，锡1-6％，锌5-20％，钛10-55％，钡0-8％，锂1-6％，铝0-5％；
所述的耐候性光伏钢化玻璃白颜料的制备方法，将二氧化硅、三氧化二硼、氧化钠、氧化钾、氧化铋、氧化锡、氧化锌、氧化钡、氧化锂、氧化铝以及部分的二氧化钛配成混合体后，再经1200-1300℃熔融，然后烘干成颗粒状玻璃晶体，然后球磨至2-8μm，烘干后，再与剩余二氧化钛混合，即得颜料成品；
部分的二氧化钛与剩余二氧化钛的质量比为5-10:5-45。
2.一种权利要求1所述的耐候性光伏钢化玻璃白颜料的制备方法，其特征在于：将二氧化硅、三氧化二硼、氧化钠、氧化钾、氧化铋、氧化锡、氧化锌、氧化钡、氧化锂、氧化铝以及部分的二氧化钛配成混合体后，再经1200-1300℃熔融，然后烘干成颗粒状玻璃晶体，然后球磨至2-8μm，烘干后，再与剩余二氧化钛混合，即得颜料成品。
3.根据权利要求2所述的耐候性光伏钢化玻璃白颜料的制备方法，其特征在于：所述的二氧化钛为金红石型二氧化钛。
4.一种权利要求1所述的耐候性光伏钢化玻璃白颜料的应用，其特征在于：将耐候性光伏钢化玻璃白颜料用于光伏玻璃。
5.根据权利要求4所述的耐候性光伏钢化玻璃白颜料的应用，其特征在于：将耐候性光伏钢化玻璃白颜料采用网版印刷方法印刷在玻璃上，然后经钢化处理后制得光伏钢化玻璃。
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