CN115417599A - 一种光伏高反射油墨用釉粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏高反射油墨用釉粉及其制备方法，包括基础玻璃粉和添加剂填料，基础玻璃粉占釉粉的比例为40％—65％，所述添加剂填料为TiO2，占釉粉的比例为35％‑60％；所述基础玻璃粉按如下重量百分比组成：ZnO 40％‑60％、B2O3 15％‑25％、SiO2 3％‑10％、Al2O3 0％‑5％、R2O 10％‑20％；将基础玻璃粉各组分经混合、熔解、粉碎后，再与添加剂填料按比例称取并充分混合均匀，制备成光伏高反射油墨用釉粉；本发明能够满足高反射率(反射率≥75％)，在低于压花玻璃或者浮法玻璃的钢化温度工艺下完全烧结(即釉粉的转变温度≤500℃)，且与压花玻璃或者浮法玻璃的膨胀系数相匹配(即：膨胀系数为(75‑85)×10‑7/℃)的特性，保证膜面加工后的反射率、附着力，并满足一定的耐酸碱、耐候性以及电性能等相关指标要求。
Description
技术领域
本发明涉及光伏高反射油墨技术领域，具体涉及一种光伏高反射油墨用釉粉及其制备方法。
背景技术
在光伏电池双玻组件中，通过将高反射油墨印刷在超白压花玻璃的压花面或浮法玻璃的非锡面，通过在组件电池片之间的空白区域增加反射网格，可以将太阳光通过玻璃透过的光线再次反射利用，显著提高组件效率，降低衰减率；同时还能更好地保护背板内层，一层网格，双重功效。
现有的高反射油墨在使用过程中主要存在两方面问题:一是软化温度偏高，在钢化温度条件下没有完全形成玻璃态，导致附着力不良；二是因膨胀系数与背板玻璃有较大差异，使得钢化后油墨与玻璃间应力偏大，存在自爆风险。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光伏高反射油墨用釉粉及其制备方法，能够满足高反射率(反射率≥ 75％)，在低于压花玻璃或者浮法玻璃的钢化温度工艺下完全烧结(即釉粉的转变温度≤500℃)，且与压花玻璃或者浮法玻璃的膨胀系数相匹配(即：膨胀系数为(75-85)×10-7/℃)的特性，保证膜面加工后的反射率、附着力，并满足一定的耐酸碱、耐候性以及电性能等相关指标要求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种光伏高反射油墨用釉粉，包括基础玻璃粉和添加剂填料，所述基础玻璃粉占釉粉的比例为40％—65％，所述添加剂填料为TiO2，占釉粉的比例为35％-60％。
所述基础玻璃粉按如下重量百分比组成：ZnO 40％-60％、B2O3 15％-25％、SiO23％-10％、Al2O3 0％-5％、R2O 10％-20％。
所述B2O3和ZnO占基础玻璃粉总的重量百分比为55％-85％；SiO2和Al2O3占基础玻璃粉总的重量百分比为3％-15％。
所述R2O为Na2O或K2O，R2O中Na2O、K2O任意占比。
本发明还提供了所述光伏高反射油墨用釉粉的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将ZnO 40％-60％、B2O3 15％-25％、SiO2 3％-10％、Al2O3 0％-5％、 R2O10％-20％按重量百分比称取各原料，进行充分混合，制造成均匀的混合料；
步骤2：将所述步骤1的混合料在1000-1250℃下熔化30-90min 制成玻璃液；
步骤3：将步骤2熔化好的玻璃液冷却固化，制备成玻璃片或玻璃块；
步骤4：将步骤3制成的玻璃片或玻璃块在球磨机内粉碎，并将粉碎后的半成品通过(100-150目)筛网筛分制成基础玻璃粉；
步骤5：将步骤4中制成的基础玻璃粉与添加剂填料按比例称取并充分混合均匀，即可制备成光伏高反射油墨用釉粉。
本发明的有益效果为：
1、本发明的光伏高反射油墨用釉粉，其转变温度为450—470℃，软化温度为480—500℃，化学稳定性好，膨胀系数控制在75-85× 10-7/℃。不仅适用于光伏双玻组件的丝网印刷，同样适用于相近膨胀系数的玻璃或其它材料的膜面印刷。
2、本发明材料的配方在ZnO-B2O3-SiO2系的基础上引入了R2O，玻璃粉的转变温度为450—470℃，软化温度为480-500℃，烧结温度不高于600℃，可以保证在压花玻璃或者浮法玻璃的钢化(≥680℃) 过程中完全烧结；化学稳定性好；与压花玻璃或浮法玻璃的膨胀系数匹配，控制在75—85×10-7/℃；通过调整添加剂TiO2(也称“钛白粉”)的含量，保证油墨的高反射率。
3、本发明材料还可以根据油墨不同应用领域的特性要求，适当调整各项组分配比及TiO2添加量，以满足材料对烧结温度、膨胀系数及反射性能等的不同要求。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细说明。
本发明提供了一种光伏高反射油墨用釉粉及其制备方法，包括基础玻璃粉和添加剂填料，基础玻璃粉占釉粉的比例为40％—65％，所述添加剂填料为TiO2(也称“钛白粉”)，占釉粉的比例为35％-60％。
所述基础玻璃粉按如下重量百分比组成：ZnO 40％-60％、B2O3 15％-25％、SiO23％-10％、Al2O3 0％-5％、R2O 10％-20％。
所述B2O3和ZnO占基础玻璃粉总的重量百分比为55％-85％；SiO2和Al2O3占基础玻璃粉总的重量百分比为3％-15％。
所述R2O为Na2O或K2O，R2O中Na2O、K2O任意占比。
实施例1：
基础玻璃粉占釉粉60％，其配方(重量百分比)为：ZnO 47％、 B2O3 25％、SiO26％、Al2O3 2％；R2O为Na2O 12％、K2O 8％。
添加剂填料配方(重量百分比)为：TiO2，占釉粉40％。
制备方法为：
步骤1：将ZnO 47％、B2O3 25％、SiO2 6％、Al2O3 2％；Na2O 12％、 K2O 8％的原料进行充分混合，制造成均匀的混合料；
步骤2：将所述步骤1的混合料在1005℃下熔化85min制成玻璃液；
步骤3：将步骤2熔化好的玻璃液冷却固化，制备成玻璃片或玻璃块；
步骤4：将步骤3制成的玻璃片或玻璃块在球磨机内粉碎，并将粉碎后的半成品通过100目筛网筛分制成基础玻璃粉；
步骤5：将步骤4制成的基础玻璃粉60％与TiO2 40％充分混合均匀，即可制备成光伏高反射油墨用釉粉。
实施例2
基础玻璃粉占釉粉55％，其配方(重量百分比)为：ZnO 60％、B2O3 22％、SiO2 5％、Al2O3 1％；R2O为Na2O 7％、K2O 5％；
添加剂填料配方(重量百分比)为：TiO2，占釉粉45％。
制备方法为：
步骤1：将ZnO 60％、B2O3 22％、SiO2 5％、Al2O3 1％；Na2O 7％、 K2O 5％的原料进行充分混合，制造成均匀的混合料；
步骤2：将所述步骤1的混合料在1100℃下熔化60min制成玻璃液；
步骤3：将步骤2熔化好的玻璃液冷却固化，制备成玻璃片或玻璃块；
步骤4：将步骤3制成的玻璃片或玻璃块在球磨机内粉碎，并将粉碎后的半成品通过120目筛网筛分制成基础玻璃粉；
步骤5：将步骤4制成的基础玻璃粉55％与TiO2 45％充分混合均匀，即可制备成光伏高反射油墨用釉粉。
实施例3
基础玻璃粉占釉粉50％，其配方(重量百分比)为：ZnO 50％、 B2O3 20％、SiO27％、Al2O3 3％；R2O为Na2O 16％、K2O 4％；
添加剂填料配方(重量百分比)为：TiO2，占釉粉50％。
制备方法为：
步骤1：将ZnO 50％、B2O3 20％、SiO2 7％、Al2O3 3％；Na2O 16％、 K2O 4％的原料进行充分混合，制造成均匀的混合料；
步骤2：将所述步骤1的混合料在1220℃下熔化35min制成玻璃液；
步骤3：将步骤2熔化好的玻璃液冷却固化，制备成玻璃片或玻璃块；
步骤4：将步骤3制成的玻璃片或玻璃块在球磨机内粉碎，并将粉碎后的半成品通过150目筛网筛分制成基础玻璃粉；
步骤5：将步骤4制成的基础玻璃粉50％与TiO250％充分混合均匀，即可制备成光伏高反射油墨用釉粉。
将制成的基础玻璃粉进行性能分析：
膨胀系数：玻璃粉样品10g倒入模具，以70±2kg/cm2的压力成形，成形的样品放在玻璃板的中央，在箱式炉中460℃温度下烧结，升温速率为5.0℃/min；烧结好的样品研磨成
的圆柱体试作，用热机械分析仪TAM-50进行膨胀系数测量，测量的温度曲线为：由室温升温至350℃，升温速率为5.0℃/min。
转变温度和软化温度：称取玻璃粉40mg，在差示扫描热量仪 DSC-50上进行测定，测量的温度升温范围为室温至550℃，升温速率为10.0℃/min。
以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细对比说明，见表1。
表1
本发明中，ZnO、B2O3、R2O、Si2O3为必要组分，加入ZnO能降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性，降低析晶倾向； B2O3能加快玻璃的熔化速度，降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性；Al2O3和SiO2的加入可用来调节玻璃的膨胀系数和封接温度，降低析晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度和硬度。R2O能降低析晶倾向，调节玻璃的软化温度。TiO2填料主要调节油墨的反射率。通过调节基础玻璃粉各比例关系，得到光伏高反射油墨用釉粉具有450—470℃的转变温度，480—500℃的软化温度，膨胀系数为75-85×10-7/℃，烧结温度低于600℃；通过调节TiO2填料的添加比例，达成反射率不低于80％的性能要求。
综上，高反射油墨主要由釉粉和调墨油两部分组成，其中釉粉含量超过70％以上。根据双玻组件的加工要求，釉粉必须能够在高温条件下在背板玻璃表面烧结形成均匀膜面，该膜面反射率不低于75％；同时膜面需达成硬度、附着力、耐酸碱、耐候性以及电性能等相关指标要求。所以，油墨的高反射是其核心技术指标，同时优异的耐高低温(低温快速烘干、高温快速钢化)、低收缩(尺寸稳定性良好)、良好的印刷性能、低膜厚高反射率等特性，也是评价其适用性能的重要指标。
根据综合性能要求，釉粉需满足以下关键指标：
1.印刷膜面反射率≥75％
2.釉粉的转变温度≤500℃
3.膨胀系数：(75-85)×10-7/℃。
Claims (5)
1.一种光伏高反射油墨用釉粉，其特征在于：包括基础玻璃粉和添加剂填料，所述基础玻璃粉占釉粉的比例为40％—65％，所述添加剂填料为TiO2，占釉粉的比例为35％-60％。
2.根据权利要求1所述的一种光伏高反射油墨用釉粉，其特征在于：所述基础玻璃粉按如下重量百分比组成：ZnO 40％-60％、B2O315％-25％、SiO2 3％-10％、Al2O3 0％-5％、R2O10％-20％。
3.根据权利要求2所述的一种光伏高反射油墨用釉粉，其特征在于：所述B2O3和ZnO占基础玻璃粉总的重量百分比为55％-85％；SiO2和Al2O3占基础玻璃粉总的重量百分比为3％-15％。
4.根据权利要求2所述的一种光伏高反射油墨用釉粉，其特征在于：所述R2O为Na2O或K2O，R2O中Na2O、K2O任意占比。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种光伏高反射油墨用釉粉的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将ZnO 40％-60％、B2O3 15％-25％、SiO2 3％-10％、Al2O3 0％-5％、R2O 10％-20％按重量百分比称取各原料，进行充分混合，制造成均匀的混合料；
步骤2：将所述步骤1的混合料在1000-1250℃下熔化30-90min制成玻璃液；
步骤3：将步骤2熔化好的玻璃液冷却固化，制备成玻璃片或玻璃块；
步骤4：将步骤3制成的玻璃片或玻璃块在球磨机内粉碎，并将粉碎后的半成品通过(100-150目)筛网筛分制成基础玻璃粉；
步骤5：将步骤4中制成的基础玻璃粉与添加剂填料按比例称取并充分混合均匀，即可制备成光伏高反射油墨用釉粉。
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