CN114573240A - 前板玻璃及其制备方法、光伏组件及光伏幕墙 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种前板玻璃的制备方法、采用该制备方法制备获得的前板玻璃、采用该前板玻璃的光伏组件、及采用该光伏组件的光伏幕墙。所述前板玻璃的制备方法包括：对玻璃基板的内表面和/或外表面进行处理，以获得纹理结构；对所述纹理结构的表面进行表面改性处理；在表面改性处理后的纹理结构表面设置自组装结构，以形成所述前板玻璃；其中，所述自组装结构包括透光区和非透光区。本公开的技术方案，通过在玻璃基板表面的纹理结构表面设置自组装结构，以实现非透光区的自适应分布，并通过纹理结构的光散射作用，进一步增强了光伏组件颜色的视觉均匀性，提高了光伏组件的质感。

Description

前板玻璃及其制备方法、光伏组件及光伏幕墙
技术领域
本公开涉及光伏技术领域，具体而言，涉及一种前板玻璃的制备方法、采用该制备方法制备获得的前板玻璃、采用该前板玻璃的光伏组件、及采用该光伏组件的光伏幕墙。
背景技术
光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaic，简称为BIPV)是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。光伏建筑一体化可分为两大类：一类是光伏芯片方阵与建筑的结合；另一类是光伏芯片方阵与建筑的集成。光伏幕墙是光伏建筑一体化的具体应用之一，属于光伏芯片方阵与建筑的集成，其满足节能和环保的需求，受到业界的广泛重视。但目前的光伏幕墙的颜色通常比较单一，无法满足建筑美学需求。
现有技术中，通过在前板玻璃上设置折射率各不相同的多层光学膜，以对入射光伏幕墙的太阳光进行调制，实现彩色效果；或者，通过改变封装胶膜的颜色，以改变光伏幕墙的颜色。但是，这些方法均会较多地牺牲透光率，从而严重降低光伏组件的光电转化效率；而且，采用上述方法获得的光伏组件的制备成本较高，呈现的颜色具有局限性，质感不佳，美观性和立体性效果较差。
发明内容
为了至少解决背景技术中提到的技术问题之一，本公开的方案提供了一种前板玻璃的制备方法、采用该制备方法制备获得的前板玻璃、采用该前板玻璃的光伏组件、及采用该光伏组件的光伏幕墙。
根据本公开实施例的一个方面，提供了一种前板玻璃的制备方法，所述前板玻璃用于光伏组件，其中，所述方法包括：对玻璃基板的内表面和/或外表面进行处理，以获得纹理结构；对所述纹理结构的表面进行表面改性处理；在表面改性处理后的纹理结构表面设置自组装结构，以形成所述前板玻璃；其中，所述自组装结构包括透光区和非透光区。本公开实施例通过对玻璃基板进行粗糙化处理，以在玻璃基板的内表面和/或外表面获得纹理结构，并在纹理结构的表面设置自组装结构，以实现精细化的透光区与非透光区的自适应分布，进而提高光伏组件的视觉效果，并通过纹理结构的光散射作用，进一步增强光伏组件颜色的视觉均匀性，提高光伏组件的质感。
其中，对于玻璃基板的内表面和外表面均有纹理结构的情况，对所述纹理结构的表面进行表面改性处理包括：对所述玻璃基板的内表面和/或外表面的纹理结构的表面进行表面改性处理。
可选地，对玻璃基板的内表面和/或外表面进行处理，以获得纹理结构包括：通过酸洗、喷砂、刻蚀、转印中的任意一种方式或多种方式的组合对所述玻璃基板进行粗糙化处理，以在所述玻璃基板的内表面和/或外表面获得微米级和/或纳米级的纹理结构。
可选地，对所述纹理结构的表面进行表面改性处理包括：对所述纹理结构的表面进行等离子体处理，使其具有亲水性或疏水性，以实现对所述纹理结构的表面改性处理。其中，所述等离子体处理优选低温等离子体处理。本公开实施例采用低温等离子体对玻璃基板表面的纹理结构进行表面改性处理，以改变纹理结构表面的亲/疏水性。
可选地，对所述纹理结构的表面进行表面改性处理包括：在所述纹理结构的表面设置具有亲水性或疏水性的第一涂层，以实现对所述纹理结构的表面改性处理。其中，所述第一涂层包括：二氧化硅纳米涂层、二氧化钛纳米涂层、碳掺杂氮化硼纳米涂层、聚丙烯酸酯涂层中的任意一种。本公开实施例通过在纹理结构表面设置具有亲水性或疏水性的涂层，以改变纹理结构表面的亲/疏水性。
可选地，对所述纹理结构的表面进行表面改性处理包括：在所述纹理结构的表面设置第二涂层，并对所述第二涂层进行涂层改性处理，使所述第二涂层具有亲水性或疏水性，以实现对所述纹理结构的表面改性处理。本公开实施例通过在纹理结构表面设置涂层，并对该涂层进行涂层改性处理，以使该涂层具有亲/疏水性。
可选地，所述第二涂层包括有机聚合物涂层，所述涂层改性处理的方法包括：等离子体处理、激光处理、化学接枝中的任意一种。
可选地，在表面改性处理后的纹理结构表面设置自组装结构包括：在表面改性处理后的纹理结构表面设置彩色涂层材料，所述彩色涂层材料进行自组装，呈现超疏离状态或超浸润状态，固化后形成所述透光区和所述非透光区。其中，所述彩色涂层材料包括无机彩色涂层材料或有机彩色涂层材料。本公开实施例通过在纹理结构表面设置彩色涂层材料，并通过彩色涂层材料的自组装实现透光区与非透光区的自适应分布，以同时实现光伏组件的彩色效果及质感。
根据本公开实施例的另一方面，还提供了一种前板玻璃，其中，所述前板玻璃用于光伏组件，所述前板玻璃采用本公开实施例提供的前板玻璃的制备方法制备获得。
根据本公开实施例的另一方面，还提供了一种光伏组件，其中，所述光伏组件包括本公开实施例提供的前板玻璃。
可选地，所述光伏组件包括依次层叠设置的所述前板玻璃、第一粘结层、光伏芯片层、第二粘结层、背板玻璃，其中，所述前板玻璃包括玻璃基板、自组装结构，所述玻璃基板的内表面或外表面具有纹理结构，所述自组装结构设置于所述纹理结构表面，所述自组装结构包括透光区和非透光区。
可选地，所述光伏组件包括依次层叠设置的所述前板玻璃、第一粘结层、光伏芯片层、第二粘结层、背板玻璃，其中，所述前板玻璃包括玻璃基板、自组装结构，所述玻璃基板的内表面和外表面均具有纹理结构，所述自组装结构设置于至少一面纹理结构的表面，所述自组装结构包括透光区和非透光区。
可选地，所述纹理结构的表面经过表面改性处理，以使所述纹理结构的表面呈现亲水性或疏水性。
可选地，所述前板玻璃还包括第一涂层，所述第一涂层设置于所述纹理结构与所述自组装结构之间，所述第一涂层具有亲水性或疏水性，其中，所述第一涂层包括：二氧化硅纳米涂层、二氧化钛纳米涂层、碳掺杂氮化硼纳米涂层、聚丙烯酸酯涂层中的任意一种。
可选地，所述前板玻璃还包括第二涂层，所述第二涂层设置于所述纹理结构与所述自组装结构之间，所述第二涂层经涂层改性处理后具有亲水性或疏水性，其中，所述第二涂层包括无机纳米涂层或有机聚合物涂层。
可选地，所述玻璃基板为超白钢化浮法玻璃；所述第一粘结层为聚乙烯醇缩丁醛酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯辛烯弹性复合材料、离子聚合物胶片中的任意一种；所述光伏芯片层为单晶硅光伏电池、多晶硅光伏电池、碲化镉薄膜光伏电池、非晶硅光伏电池、铜铟镓硒薄膜光伏电池、钙钛矿光伏电池中的任意一种；所述第二粘结层为聚乙烯醇缩丁醛酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯辛烯弹性复合材料、离子聚合物胶片中的任意一种；所述背板玻璃为普通浮法玻璃、工程建筑玻璃、防火玻璃、钢化玻璃中的任意一种。
根据本公开实施例的又一方面，还提供了一种光伏幕墙，其中，所述光伏幕墙包括本公开实施例提供的光伏组件。
本公开的前板玻璃及其制备方法及光伏组件，通过在玻璃基板内表面和/或外表面的纹理结构表面设置自组装结构，并充分利用自组装结构的自发性与随机性，形成微观非透光区的自适应分布，在基本不影响前板玻璃透光性的基础上有效提高了前板玻璃的美观度；采用该前板玻璃的光伏组件外观呈现均匀自然的视觉效果，且具有较强的视觉立体感及质感。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
图1是示出根据本公开的一个实施例的前板玻璃的制备方法的流程图；
图2a是示出根据本公开的一个实施例的彩色涂层材料在玻璃基板的纹理结构表面所呈现的超疏离状态示意图；
图2b是示出根据本公开的一个实施例的彩色涂层材料在玻璃基板的纹理结构表面所呈现的超浸润状态示意图；
图2c是示出根据本公开的一个实施例的彩色涂层材料在玻璃基板的纹理结构表面所呈现的超疏离状态示意图；
图2d是示出根据本公开的一个实施例的彩色涂层材料在玻璃基板的纹理结构表面所呈现的超浸润和超疏离状态示意图；
图3是示出根据本公开的一个实施例的光伏组件的剖面结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
现在，将参照附图更详细地描述根据本公开的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
本公开实施例提供了一种光伏组件的制备方法。参照图1，图1是示出根据本公开的一个实施例的前板玻璃的制备方法的流程图。如图1所示，该前板玻璃的制备方法包括以下步骤S101-S103：
步骤S101：对玻璃基板的内表面和/或外表面进行处理，以获得纹理结构；
步骤S102：对所述纹理结构的表面进行表面改性处理；
步骤S103：在表面改性处理后的纹理结构表面设置自组装结构，以形成所述前板玻璃；其中，所述自组装结构包括透光区和非透光区。
本公开实施例通过在玻璃基板内表面和/或外表面的纹理结构表面设置自组装结构，以实现精细化的透光区与非透光区的自适应分布，并通过纹理结构的光散射作用，进一步增强了前板玻璃所呈现颜色的视觉均匀性，进而使得采用该前板玻璃的光伏组件的质感可以得到有效提高。
需要说明的是，本公开所称“内表面”之“内”，特指前板玻璃应用于光伏组件时，靠近光伏芯片的一侧；“外”相对于“内”而言，特指前板玻璃应用于光伏组件时远离光伏芯片的一侧。本公开所称“在A表面设置B”，仅用于限定A与B的相对位置，A与B之间可以包括必要涂层。
在步骤S101中，可以对玻璃基板的内表面和/或外表面进行处理，以获得纹理结构。
根据本公开的实施例，通过在玻璃基板的内表面和/或外表面获得纹理结构，以实现玻璃基板表面的凹凸不平，一方面有助于后续在该凹凸不平的纹理结构表面形成自组装结构，并提高自组装结构的随机性；另一方面有利于实现入射光的散射，进而可以提高光伏组件的质感。
对玻璃基板的内表面和/或外表面进行处理，以获得纹理结构包括：通过酸洗、喷砂、刻蚀、转印中的任意一种方式或多种方式的组合对所述玻璃基板进行粗糙化处理，以在所述玻璃基板的内表面和/或外表面获得微米级和/或纳米级的纹理结构。具体地，可以采用硫酸与氢氟酸的混合溶液对玻璃基板的内表面和/或外表面进行酸洗处理，获得凹凸不平的纹理结构；也可以通过将玻璃基板的内表面和/或外表面暴露于喷砂处理颗粒一定时间，以获得需要的纹理结构，其中，砂可以包括氧化铝颗粒、碳化硅颗粒、或二者的混合物，砂粒度可以为1-500μm；也可以将酸洗和喷砂结合使用，以获得尺寸更小的纹理结构；还可以通过“掩膜-蚀刻”的方法在玻璃基板的内表面和/或外表面蚀刻获得纹理结构，其中，蚀刻可以是化学蚀刻，也可以是等离子体蚀刻等物理蚀刻；也可以通过UV转印技术在玻璃基板的内表面和/或外表面获得需要的纹理结构。在实际应用中，可以根据实际需要选择合适的纹理结构获得方法，在此不做特别限定。
本公开实施例中，玻璃基板可以采用任意适用于光伏幕墙的玻璃，优选超白钢化浮法玻璃。超白玻璃是一种超透明低铁玻璃，透光率可达91.5％以上；超白钢化浮法玻璃属于超白玻璃，同时具有优质浮法玻璃所具有的一切可加工性能，具有优越的物理、机械及光学性能。采用上述任意一种方法获得的纹理结构可以是纳米级、微米级、或二者兼有。
本公开实施例中，在玻璃基板的内表面和/或外表面获得纹理结构，从而可以使入射的太阳光在玻璃基板表面发生散射，消除镜面玻璃的眩光，起到防眩光的作用，有效解决由于镜面玻璃反射光导致的光污染。前板玻璃外表面的纹理结构可以与其内表面的纹理结构同时获得，也可以分别获得，本公开不做特别限定。
在步骤S102中，可以对所述纹理结构的表面进行表面改性处理。
根据本公开的实施例，通过对纹理结构的表面进行表面改性处理，使其具有亲水性或疏水性，从而有利于后续在纹理结构的表面形成自组装结构。其中，对于玻璃基板的内表面和外表面均有纹理结构的情况，可以根据实际需要选择对所述玻璃基板的内表面或外表面或双面的纹理结构进行表面改性处理。
作为一种优选的实施例，对所述纹理结构的表面进行表面改性处理可以包括：对所述纹理结构的表面进行等离子体处理，以实现对所述纹理结构的表面改性处理；其中，所述等离子体处理优选低温等离子体处理。具体地，可以采用低温等离子体对玻璃基板表面的纹理结构的表面进行处理，使其表面的化学组分和化学结构发生变化，露出羟基等亲水性基团，有效减小水接触角，使纹理结构的表面呈现亲水性；或者，也可以通过介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，简称为DBD)对纹理结构的表面进行处理，使其呈现疏水性。其中，DBD是常压下产生低温等离子体的一种有效手段，其能够在常压下产生具有高电子能量的非平衡等离子体；采用DBD处理玻璃表面，使玻璃表面化学键打开，除去玻璃表面的碱金属离子和羟基等，增大玻璃表面与水的接触角，使玻璃表面呈现疏水性。
另一种优选的实施例，对所述纹理结构的表面进行表面改性处理可以包括：在所述纹理结构的表面设置第一涂层，以实现对所述纹理结构的表面改性处理。其中，所述第一涂层可以包括：二氧化硅纳米涂层、二氧化钛纳米涂层、碳掺杂氮化硼纳米涂层、聚丙烯酸酯涂层中的任意一种。具体地，可以在玻璃基板表面的纹理结构的表面设置无机纳米涂层，如：二氧化硅纳米涂层、二氧化钛纳米涂层、碳掺杂氮化硼纳米涂层，利用涂层的纳米结构改变水在无机纳米涂层上的接触角，从而实现无机纳米涂层的亲水性/疏水性。其中，无机纳米涂层的设置方法可采用任何适用的方法，包括但不限于：旋涂、喷涂、浸渍、溶胶凝胶法、化学气相沉积等。无机纳米涂层的强度及稳定性较好，且具有耐高温性；通过设置无机纳米涂层对纹理结构进行表面改性，不仅可以获得所需的亲水/疏水性表面，而且可以增强前板玻璃的强度及耐高温性。此外，还可以通过在纹理结构的表面设置有机涂层，如聚丙烯酸酯涂层等带有羧基、羟基、氨基等亲水极性基团的高分子材料，以实现对纹理结构的表面改性。其中，有机涂层的设置方法可采用涂覆、喷涂、浸渍等适用的方法。有机涂层具有较强的粘附性及透光性，通过设置有机涂层对纹理结构进行表面改性，不仅可以获得所需的亲水性表面，而且不会影响前板玻璃的透光性。
又一种优选的实施例，对所述纹理结构的表面进行表面改性处理可以包括：在所述纹理结构的表面设置第二涂层，并对所述第二涂层进行涂层改性处理，以实现对所述纹理结构的表面改性处理。其中，所述第二涂层可以包括无机纳米涂层或有机聚合物涂层；在所述第二涂层为有机聚合物涂层的情况下，所述涂层改性处理的方法可以包括：等离子体处理、激光处理、化学接枝中的任意一种。具体地，可以在玻璃基板表面的纹理结构表面设置无机纳米涂层，如：二氧化硅纳米涂层、二氧化钛纳米涂层，并在无机纳米涂层上进一步沉积低表面能材料，不仅可以实现强疏水性能，而且有助于增强无机纳米涂层与玻璃基板的粘附性。此外，也可以在纹理结构表面设置有机聚合物涂层，通过等离子体处理、激光处理、化学接枝等方法，实现第二涂层的强亲水/疏水性能。其中，聚合物可以包括：聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚醚砜、有机硅树脂、聚酯等中的任意一种；通过涂层改性处理，减小或增大水接触角，使有机聚合物涂层呈现强亲水或强疏水性能。例如，采用低温等离子体对聚四氟乙烯涂层进行改性，获得强亲水性涂层；采用飞秒激光处理聚偏氟乙烯涂层，获得强疏水性涂层；有机硅树脂通过化学接枝亲水聚合物，获得强亲水性涂层；等等。有机聚合物涂层具有较强的粘附性及透光性，设置有机聚合物涂层不会影响前板玻璃的透光性，且可通过对有机聚合物涂层的进一步处理获得所需的亲水/疏水性表面，制备工艺简单，制备成本较低。
需要说明的是，本公开实施例所述“涂层”指设置于基体表面的均匀薄层，基体设置涂层后仍然可以保持基体原有的表面结构；材料可以是无机材料或有机材料，设置方法可根据实际需要选择本公开所述方法，“涂层”本身不代表对设置方法的限定。其中，“基体”泛指设置“涂层”的位置，在不同的步骤中可以指代不同的结构。
在步骤S103中，可以在表面改性处理后的纹理结构表面设置自组装结构，以形成所述前板玻璃；其中，所述自组装结构包括透光区和非透光区。
根据本公开的实施例，通过自组装结构形成透光区和非透光区，由于自组装结构的微观随机性，使最终获得的前板玻璃在视觉效果上呈现宏观均匀性，且可以使彩色效果更佳、更自然。
优选地，在表面改性处理后的纹理结构表面设置自组装结构可以包括：在表面改性处理后的纹理结构表面设置彩色涂层材料，所述彩色涂层材料进行自组装，呈现超疏离状态或超浸润状态，固化后形成所述透光区和所述非透光区。其中，所述彩色涂层材料可以包括无机彩色涂层材料或有机彩色涂层材料；彩色涂层材料的设置方法可以包括但不限于：旋涂、喷涂、浸渍、丝网印刷等。
本公开实施例中，玻璃基板表面的纹理结构通过表面改性处理，使其表面呈现亲水/疏水性，然后在纹理结构表面进一步设置水性或油性彩色涂层材料，使得该水性/油性彩色涂层材料在亲水/疏水性的纹理结构表面进行自组装，形成透光区和非透光区。具体地，当表面改性处理后的纹理结构表面呈现疏水性，在纹理结构表面设置水性彩色涂层材料时，则类似荷叶效应，水性彩色涂层材料滚动角小，在纹理结构表面呈现超疏离状态，通过合理控制水性彩色涂层材料的使用量，可使水性彩色涂层材料在纹理结构表面进行自组装，以纳米级或微米级尺寸随机分布于纹理结构表面，形成非透光区，其余区域形成透光区；当表面改性处理后的纹理结构表面呈现亲水性，在纹理结构表面设置水性彩色涂层时，则会使水性彩色涂层材料在纹理结构表面呈现超浸润状态，通过合理控制水性彩色涂层材料的使用量，可使水性彩色涂层材料仅随机分布于纹理结构表面的部分或全部凹处，形成非透光区，其余区域形成透光区。而对于油性彩色涂层材料的情况，无论表面改性处理后的纹理结构表面呈现亲水性还是疏水性，油性彩色涂层材料在纹理结构表面均呈现超疏离状态，通过控制油性彩色涂层材料的使用量，可使油性彩色涂层材料在纹理结构表面随机分布，形成非透光区，其余区域形成透光区。其中，彩色涂层材料按照不同的分类标准，可以包括水性彩色涂层材料或油性彩色涂层材料，或者，包括无机彩色涂层材料或有机彩色涂层材料；彩色涂层材料包括但不限于：水性釉料(主要成分包括石英、长石、粘土)、溶剂型油墨(主要成分包括连结树脂、颜料、填料、助剂、溶剂)等。通过合理控制彩色涂层材料用量，以将前板玻璃的透光率控制在60％-90％(光波长为300-1200nm)，从而避免自组装结构对光伏芯片的发电量造成严重影响。
可以理解的是，对于玻璃基板内表面及外表面均具有纹理结构，且纹理结构均经过表面改性处理，改性后的纹理结构表面均设置自组装结构的情况，可通过对纹理结构形成参数、表面改性处理工艺、彩色涂层材料及其用量等的合理控制，获得所需的具有较高透光率且美观的前板玻璃。
图2a-2d示出了彩色涂层材料在玻璃基板的纹理结构表面的分布状态。
如图2a所示，玻璃基板101的内表面或外表面具有纹理结构107，彩色涂层材料108在纹理结构107表面呈超疏离状态，彩色涂层材料108随机分布于表面能最低的区域，即主要聚集于纹理结构的凸起处，形成非透光区。该种情况下，彩色涂层材料108可以是水性彩色涂层材料，纹理结构107表面可以呈疏水性；彩色涂层材料108也可以是油性彩色涂层材料，纹理结构107表面可以呈亲水性或疏水性。
如图2b所示，玻璃基板101的内表面或外表面具有纹理结构107，彩色涂层材料108在纹理结构107表面呈超浸润状态，彩色涂层材料108在纹理结构表面的接触角小，主要聚集于纹理结构的凹处，形成非透光区。该种情况下，彩色涂层材料108可以是水性彩色涂层材料，纹理结构107表面可以呈亲水性。
如图2c所示，玻璃基板101的内表面和外表面均具有纹理结构107，仅对其中一面的纹理结构107进行表面改性处理，并在表面改性处理后的纹理结构表面设置彩色涂层材料108，彩色涂层材料108在纹理结构107表面呈超疏离状态，彩色涂层材料108随机分布于表面能最低的区域，即主要聚集于纹理结构的凸起处，形成非透光区。
如图2d所示，玻璃基板101的内表面和外表面均具有纹理结构107，对双面纹理结构107进行表面改性处理，并在表面改性处理后的纹理结构表面分别设置彩色涂层材料108，并使得彩色涂层材料108在玻璃基板101内表面和外表面的纹理结构107表面呈现不同的自组装形态，即彩色涂层材料108在玻璃基板101一侧表面的纹理结构107表面呈现超疏离状态，在另一侧表面的纹理结构107表面呈现超浸润状态，彩色涂层材料108所在区域形成非透光区，其余区域为透光区。
应理解，本公开所称“彩色”可以是任意一种或多种颜色。玻璃基板101表面的纹理结构的尺寸可以是大小不一的，其分布可以是无规律的，彩色涂层材料在纹理结构表面的分布具有随机性、自适应性、自组装性，图2a-2d仅用于对超疏离和超浸润状态的示意，不作为对自组装结构的限定，也不作为对前板玻璃或其纹理结构、自组装结构的尺寸、分布等的限定，更不作为对本公开技术方案的限定。
进一步优选地，将彩色涂层材料进行固化以形成自组装结构的方法包括红外烘干、紫外固化、低温干燥、或自然风干。
本公开实施例中，自组装结构的形成具有一定的随机性，非透光区的尺寸通常为纳米级或微米级，对前板玻璃的透光性影响较小，从而使得前板玻璃应用于光伏组件时，进入光伏组件的光线充足且宏观均匀，因此不会导致光伏组件产生热斑现象；此外，通过彩色自组装结构的设置，在前板玻璃的表面形成彩色图案，使最终形成的光伏组件呈现一定的色彩，提高了光伏组件的视觉美观性，且由于前板玻璃纹理结构的设置，使得彩色图案具有立体感，从而增强了光伏组件的质感。
本公开实施例还提供了一种前板玻璃。该前板玻璃可以采用本公开上述前板玻璃的制备方法制备获得。
其中，前板玻璃包括玻璃基板和自组装结构，玻璃基板的内表面和/或外表面具有纹理结构，自组装结构设置在纹理结构表面。
一种可选的实施方式，纹理结构表面经表面改性处理，以使纹理结构表面呈现亲水性或疏水性。
另一种可选的实施方式，前板玻璃还包括第一涂层，该第一涂层设置于纹理结构与自组装结构之间，该第一涂层具有亲水性或疏水性，其中，该第一涂层包括：二氧化硅纳米涂层、二氧化钛纳米涂层、碳掺杂氮化硼纳米涂层、聚丙烯酸酯涂层中的任意一种。
另一种可选的实施方式，前板玻璃还包括第二涂层，该第二涂层设置于纹理结构与自组装结构之间，该第二涂层经涂层改性处理后具有亲水性或疏水性，其中，该第二涂层包括：无机纳米涂层或有机聚合物涂层。
可以理解的是，本公开实施例所述“第一”“第二”仅对相同或相似概念/对象的区分，不作为对顺序或材料选择的限定。
本公开实施例还提供了一种光伏组件。该光伏组件包括本公开上述前板玻璃。
如图3所示，所述光伏组件100包括依次层叠设置的前板玻璃102、第一粘结层103、光伏芯片层104、第二粘结层105、背板玻璃106，其中所述前板玻璃102包括玻璃基板、自组装结构，所述前板玻璃102的内表面和/或外表面具有纹理结构，所述自组装结构设置于所述纹理结构表面。对于前板玻璃内外表面均具有纹理结构的情况，自组装结构可以仅设置于其中一面纹理结构的表面，也可以设置于两面纹理结构表面。
纹理结构表面经过表面改性处理，以使所述纹理结构表面呈现亲水/疏水性，进而有助于自组装结构在其表面自适应形成。所述自组装结构包括透光区和非透光区。所述自组装结构由无机彩色涂层材料或有机彩色涂层材料经自组装形成，彩色涂层材料存在的区域形成非透光区，其分布具有随机性，非透光区的面积占比为5％-30％。其中，所述玻璃基板为超白钢化浮法玻璃；所述第一粘结层和/或所述第二粘结层为聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯辛烯弹性复合材料(POE)、离子聚合物胶片(SGP或KGP)中的任意一种；所述光伏芯片层为单晶硅光伏电池、多晶硅光伏电池、碲化镉薄膜光伏电池、非晶硅光伏电池、铜铟镓硒薄膜光伏电池、钙钛矿光伏电池中的任意一种；所述背板玻璃为普通浮法玻璃、工程建筑玻璃、防火玻璃、钢化玻璃中的任意一种。
对纹理结构的表面改性处理方式不同，所获得的前板玻璃的结构不同，进而使得采用该前板玻璃的光伏组件的结构不同。
一种可选的实施例，纹理结构表面经等离子体处理，使其呈现亲水性/疏水性。
另一种可选的实施例，纹理结构表面通过设置亲水/疏水性涂层进行表面改性处理。该实施例中，所述前板玻璃还包括第一涂层，所述第一涂层设置于所述纹理结构与所述自组装结构之间，所述第一涂层具有亲水性或疏水性，其中，所述第一涂层包括：二氧化硅纳米涂层、二氧化钛纳米涂层、碳掺杂氮化硼纳米涂层、聚丙烯酸酯涂层中的任意一种。
又一种可选的实施例，通过在纹理结构表面设置无机纳米涂层或有机聚合物涂层，并对该涂层进行涂层改性处理以实现对纹理结构的表面改性处理。该实施例中，所述前板玻璃还包括第二涂层，所述第二涂层设置于所述纹理结构与所述自组装结构之间，所述第二涂层经涂层改性处理后具有亲水性或疏水性，其中，所述第二涂层包括无机纳米涂层或有机聚合物涂层。
本公开实施例中，玻璃基板表面的纹理结构经表面改性处理后呈现亲水/疏水性，不同性质(水性/油性)的彩色涂层材料在亲水/疏水性的纹理结构表面进行自组装，呈现超疏离或超浸润的状态，进而固化形成包括透光区和非透光区的自组装结构。由于自组装结构的形成具有一定的随机性，非透光区的尺寸通常为纳米级或微米级，非透光区对前板玻璃的透光率影响较小，进入光伏组件的光线充足且宏观均匀，不会导致光伏组件产生热斑现象；此外，通过彩色自组装结构的设置，在前板玻璃表面形成彩色图案，使最终形成的光伏组件呈现一定的色彩，提高了光伏组件的视觉美观性，且由于前板玻璃表面的纹理结构，使得彩色图案具有立体感，从而增强了光伏组件的质感，且可以消除镜面玻璃基板的眩光，起到防眩光的作用。
本公开实施例还提供了一种光伏幕墙。该光伏幕墙包括上述光伏组件。
本公开实施例的光伏幕墙，在保证光伏组件外观效果的同时，最大程度上降低了光伏组件的功率损失，保证了光伏组件的发电效率。
以下通过三个具体实施例来进一步说明本公开的技术方案。
实施例1
本实施例提供了一种前板玻璃的制备方法，包括以下步骤：
首先，采用酸洗的方法对玻璃基板进行粗糙化处理，以在玻璃基板的内表面获得纹理结构，其中，酸洗采用硫酸(H2SO4)与氢氟酸(HF)的混合溶液，混合溶液中H2SO4、HF、H2O的体积比为1:1:10；酸洗时间为5min；玻璃基板采用超白钢化浮法玻璃。经酸洗处理后，玻璃基板的内表面获得纹理结构，其高度尺度在1-500μm，平面结构尺度在1-500μm，使玻璃基板的雾度达到80％，可实现对入射太阳光的散射。
其次，在纹理结构的表面涂覆二氧化硅(SiO2)纳米颗粒悬浊液，其中，SiO2纳米颗粒的质量分数为0.2-0.6％。涂覆有SiO2纳米涂层的纹理结构表面的水接触角达120°，呈现疏水性，且具有耐高温性。
再次，在纹理结构的SiO2纳米涂层内侧涂覆青灰色彩釉，并对彩釉的用量进行控制，使涂覆彩釉后的前板玻璃的透光率不低于80％，并经低温(150-180℃)干燥，形成自组装结构，获得前板玻璃。由于SiO2纳米涂层的疏水性，彩釉分布于表面能最低的区域，即彩釉主要聚集于纹理结构的凸起处，固化形成非透光区。
本实施例还提供了一种采用本实施例上述制备方法获得的前板玻璃，包括超白钢化浮法玻璃、SiO2纳米涂层、自组装结构，其中，超白钢化浮法玻璃内表面具有纹理结构，SiO2纳米涂层设置于纹理结构表面，自组装结构设置于SiO2纳米涂层内侧，自组装结构由青灰色彩釉材料自组装形成，包括非透光区和透光区。
本实施例还提供了一种光伏组件，包括依次层叠设置的本实施例上述前板玻璃、PVB层、铜铟镓硒薄膜光伏电池层、PVB层、钢化玻璃。
本实施例还提供了一种光伏幕墙，采用本实施例上述光伏组件。
本实施例通过在玻璃基板的内表面获得微米级纹理结构，并在纹理结构表面设置疏水性纳米涂层，以使青灰色彩釉在疏水性纳米涂层表面自适应分布，形成微米级的自组装结构，从而使得采用该前板玻璃的光伏组件呈现的颜色更接近常规建筑的颜色，且光伏组件的质感得到有效提高，用于光伏幕墙时，与建筑的一体化增强，提高了光伏幕墙的视觉效果。
实施例2
本实施例提供了一种前板玻璃的制备方法，包括以下步骤：
首先，采用酸洗的方法对玻璃基板进行粗糙化处理，以在玻璃基板的外表面获得纹理结构，其中，酸洗采用硫酸(H2SO4)与氢氟酸(HF)的混合溶液，混合溶液中H2SO4、HF、H2O的体积比为1:1:10；酸洗时间为5min；玻璃基板采用超白钢化浮法玻璃。经酸洗处理后，玻璃基板的外表面获得纹理结构，其高度尺度在1-500μm，平面结构尺度在1-500μm，使玻璃基板的雾度达到80％，可实现对入射太阳光的散射。
其次，在纹理结构的外表面涂覆二氧化硅(SiO2)纳米颗粒悬浊液，其中，SiO2纳米颗粒的质量分数为0.2-0.6％。涂覆有SiO2纳米涂层的纹理结构表面的水接触角达120°，呈现疏水性，且具有耐高温性。
再次，在纹理结构的SiO2纳米涂层外侧涂覆青灰色彩釉，并对彩釉的用量进行控制，使涂覆彩釉后的前板玻璃的透光率不低于80％，并经低温(150-180℃)干燥，形成自组装结构，获得前板玻璃。由于SiO2纳米涂层的疏水性，彩釉分布于表面能最低的区域，即彩釉主要聚集于纹理结构的凸起处，固化形成非透光区。
本实施例还提供了一种采用本实施例上述制备方法获得的前板玻璃，包括超白钢化浮法玻璃、SiO2纳米涂层、自组装结构，其中，超白钢化浮法玻璃外表面具有纹理结构，SiO2纳米涂层设置于纹理结构表面，自组装结构设置于SiO2纳米涂层外侧，自组装结构由青灰色彩釉材料自组装形成，包括非透光区和透光区。
本实施例还提供了一种光伏组件，包括依次层叠设置的本实施例上述前板玻璃、PVB层、铜铟镓硒薄膜光伏电池层、PVB层、钢化玻璃。
本实施例还提供了一种光伏幕墙，采用本实施例上述光伏组件。
本实施例通过在玻璃基板的外表面获得微米级纹理结构，并在纹理结构外表面设置疏水性纳米涂层，以使青灰色彩釉在疏水性纳米涂层表面自适应分布，形成微米级的自组装结构，从而使得采用该前板玻璃的光伏组件呈现的颜色更接近常规建筑的颜色，且光伏组件的质感得到有效提高，用于光伏幕墙时，与建筑的一体化增强，提高了光伏幕墙的视觉效果。
实施例3
本实施例提供了一种前板玻璃的制备方法，包括以下步骤：
首先，采用喷砂酸洗的方法对玻璃基板进行粗糙化处理，以在玻璃基板的内、外表面获得纹理结构，其中，玻璃基板的内、外表面首先采用130目SiC砂(10-35μm粒度)进行喷砂处理，然后采用HF/H2SO4混合溶液蚀刻，获得纹理结构，其高度尺度在1-500μm，平面结构尺度在1-500μm，使前板玻璃的雾度达到85％，可实现对入射太阳光的散射；玻璃基板采用超白钢化浮法玻璃。
其次，在玻璃基板内表面的纹理结构的表面涂覆聚四氟乙烯，然后采用Ar+、H等离子体，在25Pa压强、200W射频功率下对聚四氟乙烯进行改性处理，以获得强亲水性涂层。涂覆有聚四氟乙烯涂层的纹理结构表面的水接触角约70°，呈现强亲水性。在玻璃基板外表面的纹理结构的表面涂覆二氧化硅(SiO2)纳米颗粒悬浊液，其中，SiO2纳米颗粒的质量分数为0.2-0.6％。涂覆有SiO2纳米涂层的纹理结构表面的水接触角达120°，呈现疏水性，且具有耐高温性。
再次，在聚四氟乙烯涂层内侧涂覆红色彩釉和黄色彩釉，在SiO2纳米涂层外侧涂覆青灰色彩釉，并根据需要对三种彩釉的用量及比例进行控制，使涂覆彩釉后的前板玻璃的透光率不低于75％，并经低温(150-180℃)干燥，形成自组装结构。由于聚四氟乙烯涂层的强亲水性，红色彩釉和黄色彩釉自适应分布，聚集于玻璃基板内表面纹理结构的凹处，形成彩色的非透光区；SiO2纳米涂层的疏水性，使得青灰色彩釉主要聚集于玻璃基板外表面纹理结构的凸起处，固化形成非透光区。
本实施例还提供了一种采用本实施例上述制备方法获得的前板玻璃，包括青灰色彩釉自组装结构、SiO2纳米涂层、超白钢化浮法玻璃、聚四氟乙烯涂层、红黄彩釉自组装结构，其中，超白钢化浮法玻璃内外表面均具有纹理结构，SiO2纳米涂层设置于玻璃基板外表面纹理结构的表面，青灰色彩釉自组装结构设置于SiO2纳米涂层外侧，聚四氟乙烯涂层设置于玻璃基板内表面纹理结构的表面，红黄彩釉自组装结构设置于聚四氟乙烯涂层的内侧，彩釉存在的区域构成非透光区，其余区域为透光区。
本实施例还提供了一种光伏组件，包括依次层叠设置的本实施例上述前板玻璃、EVA层、晶体硅光伏电池层、EVA层、防火玻璃。
本实施例还提供了一种光伏幕墙，采用本实施例上述光伏组件。
本实施例通过在玻璃基板的内外表面获得微米级纹理结构，并在表面改性后的内外纹理结构的表面设置微米级的自组装结构，通过控制彩色涂层材料的用量调整非透光区分布及其颜色，从而使得彩色光伏组件的质感得到有效提高，用于光伏幕墙时，提高了光伏幕墙的视觉效果。
可以理解的是，上述具体实施例仅作为对本公开技术方案的举例说明，不作为对本公开技术方案的限定。在其它可行实施例中，可根据实际需要选择合适的处理工艺及材料，以获得不同视觉效果的光伏组件。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种前板玻璃的制备方法，所述前板玻璃用于光伏组件，其中，所述方法包括：
对玻璃基板的内表面和/或外表面进行处理，以获得纹理结构；
对所述纹理结构的表面进行表面改性处理；
在表面改性处理后的纹理结构表面设置自组装结构，以形成所述前板玻璃；其中，所述自组装结构包括透光区和非透光区。
2.根据权利要求1所述的前板玻璃的制备方法，其中，对玻璃基板的内表面和/或外表面进行处理，以获得纹理结构包括：
通过酸洗、喷砂、刻蚀、转印中的任意一种方式或多种方式的组合对所述玻璃基板进行粗糙化处理，以在所述玻璃基板的内表面和/或外表面获得微米级和/或纳米级的纹理结构。
3.根据权利要求1所述的前板玻璃的制备方法，其中，对所述纹理结构的表面进行表面改性处理包括：
对所述纹理结构的表面进行等离子体处理，使其具有亲水性或疏水性，以实现对所述纹理结构的表面改性处理。
4.根据权利要求1所述的前板玻璃的制备方法，其中，对所述纹理结构的表面进行表面改性处理包括：
在所述纹理结构的表面设置具有亲水性或疏水性的第一涂层，以实现对所述纹理结构的表面改性处理。
5.根据权利要求1所述的前板玻璃的制备方法，其中，对所述纹理结构的表面进行表面改性处理包括：
在所述纹理结构的表面设置第二涂层，并对所述第二涂层进行涂层改性处理，使所述第二涂层具有亲水性或疏水性，以实现对所述纹理结构的表面改性处理。
6.根据权利要求5所述的前板玻璃的制备方法，其中，所述第二涂层包括有机聚合物涂层，所述涂层改性处理的方法包括：等离子体处理、激光处理、化学接枝中的任意一种。
7.根据权利要求1中任一项所述的前板玻璃的制备方法，其中，在表面改性处理后的纹理结构表面设置自组装结构包括：
在表面改性处理后的纹理结构表面设置彩色涂层材料，所述彩色涂层材料进行自组装，呈现超疏离状态或超浸润状态，固化后形成所述透光区和所述非透光区。
8.一种前板玻璃，其中，所述前板玻璃用于光伏组件，所述前板玻璃采用如权利要求1至7中任一项所述的制备方法制备获得。
9.一种光伏组件，其中，所述光伏组件包括如权利要求8所述的前板玻璃。
10.一种光伏幕墙，其中，所述光伏幕墙包括如权利要求9所述的光伏组件。
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