CN117658490A - 一种光伏组件背面玻璃的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件背面玻璃的修复方法，涉及玻璃修复技术领域，包括如下步骤：步骤S1、修复剂的制备；步骤S2、光伏组件背面玻璃的修复；步骤S3、后处理。所述修复剂包括如下组分制成：1,3‑双(环氧乙烷基甲基)‑5‑(2‑丙烯基)‑1,3,5‑三嗪‑2,4,6(1H,3H,5H)‑三酮、3,9‑二乙烯基‑2,4,8,10‑四氧杂螺[5.5]十一烷、甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷、3‑(1,1‑二氟‑2‑丙烯‑1‑基)‑2(1H)‑喹喔啉酮、丙烯酸酯类单、端氨基超支化聚硅氧烷、其它单体、光引发剂、溶剂。本发明公开的光伏组件背面玻璃的修复方法修复效果显著，修复部位耐老化和抗紫外性能佳，透光率好。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃修复技术领域，尤其涉及一种光伏组件背面玻璃的修复方法。
背景技术
光伏组件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太阳能电池组件。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，以确保更多的光线透过率，产生更多的电能，是一种最新颖的建筑用高科技玻璃产品。由于其具有美观、透光可控、节能发电且它不需燃料，不产生废气，无余热，无废渣，无噪音污染的优点，被广泛应用于太阳能智能窗、太阳能凉亭、光伏玻璃建筑顶棚、光伏玻璃幕墙等领域。
背面玻璃作为光伏组件的重要部件之一，其性能的好坏直接影响太阳能电池的光电转换效率和循环使用寿命。然而背面玻璃在生产或/和使用过程中容易产生裂纹，这些裂纹的存在会影响太阳能光伏电池的正常工作安定性及其使用寿命。当光伏组件背面玻璃受到损坏时，通常需要更换整个组件，造成资源浪费。正是在这种形势下，光伏组件背面玻璃修复技术应运而生。通过修复可以使得只是开裂而不存在破损、凹坑的受损光伏组件背面玻璃达到不影响整体透光率和工作要求的目标。
现有技术中的玻璃修复方案主要采用物理的研磨或氢氟酸蚀刻或涂布沉积二氧化硅的方式进行处理，但光伏组件背面玻璃表面通常已经存在太阳能电池片，只能针对裂纹区域进行修复，而已有的这些修复技术无法实现局部修补，达到调控裂纹区域与非裂纹区域的修复效果。另外，氢氟酸会残留在产品表面造成污染，并且在后制成过程中加热、冷却会吸收大气中水分，其表面又会被侵蚀，还会产生新微裂纹。正是在这种形势下，采用高分子材料进行玻璃的修复技术应运而生，这种修复技术具有较好的修复效果。然而，现有的高分子材料修复剂隐痕性差，修复后的玻璃仍然能够看到裂纹，修复效果和强度仍然有待进一步改善。
为了解决上述问题，申请号为201610605283.1的中国发明专利公开了一种风挡玻璃修复剂及其制备方法，该修复剂为修复剂母液与活性稀释剂二缩三丙二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸甲酯，硅烷偶联剂和光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮反应后制得的产品；修复剂母液为环氧树脂与二缩三丙二醇二丙烯酸酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸，对苯二酚，季戊四醇三丙烯酸酯和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮反应后生成的产物。该产品折射率与风挡玻璃相似，修复后的风玻璃多个角度均看不到裂痕，修复速度快，并且修复处修复剂的强度可维持不变，风挡玻璃的使用强度与未破损前的风挡玻璃一致。然而，其耐老化性有限，使用寿命较短，短时间内修复处易重新开裂。
因此，寻求更为合适的修复剂和光伏组件背面玻璃的修复方法显得尤为重要。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种修复效果显著，修复部位耐老化和抗紫外性能佳，透光率好的光伏组件背面玻璃的修复方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光伏组件背面玻璃的修复方法，包括如下步骤：
步骤S1、修复剂的制备：将修复剂各组分按重量份混合，搅拌5-10min；
步骤S2、光伏组件背面玻璃的修复：先将待修复的光伏组件背面玻璃清洗，干燥后确认无表面残留水痕及其它污渍，将修复剂装入喷涂机中以雾化形式喷出，在光伏组件背面玻璃表面形成厚度均匀的涂层；
步骤S3、后处理：待涂层固化后，再进行热处理，最后使用除尘布将涂层表面擦拭干净。
优选的，所述修复剂包括如下按重量份计的组分制成：瓦克硅胶20份、丁酮20份。
优选的，所述瓦克硅胶为瓦克硅胶E41。
优选的，所述修复剂包括如下按重量份计的组分制成：1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮3-5份、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷2-4份、甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷3-5份、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮1-3份、丙烯酸酯类单体5-8份、端氨基超支化聚硅氧烷4-6份、其它单体1-3份、光引发剂0.2-0.4份、溶剂40-60份。
优选的，所述其它单体为甲基丙烯酸异氰基乙酯、2-乙烯基吡啶、2-(1-丙烯-2-基)苯并[D]噁唑中的至少一种。
优选的，所述光引发剂为安息香乙醚、安息香异丙醚中的至少一种。
优选的，所述溶剂为丁酮。
优选的，所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
优选的，所述端氨基超支化聚硅氧烷的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述端氨基超支化聚硅氧烷是按申请号为201910338290.3的中国发明专利实施例一的方法制成。
优选的，步骤S1中所述搅拌的搅拌速度为100-150转/分钟。
优选的，步骤S2中所述涂层的厚度为0.2mm-0.8mm。
优选的，步骤S2中所述喷出的喷头离光伏组件背面玻璃的距离为0.8-1.2m。
优选的，步骤S3中所述固化采用75-85W/cm高压汞灯，室温照射10-20秒。
优选的，步骤S3中所述热处理的温度为65-85℃，热处理时间为20-50min。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明公开的光伏组件背面玻璃的修复方法，只需将配置的修复剂通过雾化方式喷涂于光伏组件背面玻璃上，经过固化和热处理即可，工艺简单，操作方便，无需专用设备，设备投资少，耗能低，修复效果显著，修复部位耐老化和抗紫外性能佳，透光率好。
(2)本发明公开的光伏组件背面玻璃的修复方法，所述修复剂包括如下按重量份计的组分制成：瓦克硅胶20份、丁酮20份；瓦克硅胶利用毛细作用填充光伏组件的微裂纹内部，以Si-O-Si键使裂纹愈合，瓦克硅胶与裂纹玻璃之间具有较好的结合效果，进而起到较好的修复效果，修复后看不到裂痕，修复速度快，对透光性影响小，耐老化性能佳，重新开裂机率低。
(3)本发明公开的光伏组件背面玻璃的修复方法，所述修复剂包括如下按重量份计的组分制成：1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮3-5份、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷2-4份、甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷3-5份、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮1-3份、丙烯酸酯类单体5-8份、端氨基超支化聚硅氧烷4-6份、其它单体1-3份、光引发剂0.2-0.4份、溶剂40-60份。通过各组分之间的相互配合作用，在紫外光作用下固化，形成的涂膜能较高地对光伏组件背面玻璃裂纹进行填平，修复效果显著，修复外观好，对透光性没有影响；通过上述单体在涂膜中同时引入三嗪酮、杂螺烷、肟基硅烷、喹喔啉酮、酯和超支化聚硅氧烷结构，这些结构在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，能使得涂膜耐老化和抗紫外性能佳，涂膜与光伏背面玻璃之间的结合力强，修复效果显著。
(4)本发明公开的光伏组件背面玻璃的修复方法，1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮上的环氧基能端氨基超支化聚硅氧烷上的氨基发生环氧开环反应；含有不饱和烯键的组分能发生紫外光固化；使得得到的涂膜形成互穿网络结构，有效改善了修复效果，提高了涂膜耐老化和抗紫外性能。通过固化和热处理工艺的合理选取，能使得上述性能进一步改善。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
本例提供一种光伏组件背面玻璃的修复方法，包括如下步骤：
步骤S1、修复剂的制备：将修复剂各组分按重量份混合，搅拌5min；
步骤S2、光伏组件背面玻璃的修复：先将待修复的光伏组件背面玻璃清洗，干燥后确认无表面残留水痕及其它污渍，将修复剂装入喷涂机中以雾化形式喷出，在光伏组件背面玻璃表面形成厚度均匀的涂层；
步骤S3、后处理：待涂层固化后，再进行热处理，最后使用除尘布将涂层表面擦拭干净。
所述修复剂包括如下按重量份计的组分制成：瓦克硅胶20份、丁酮20份；所述瓦克硅胶为瓦克硅胶E41。
步骤S1中所述搅拌的搅拌速度为100转/分钟；步骤S2中所述涂层的厚度为0.2mm；步骤S2中所述喷出的喷头离光伏组件背面玻璃的距离为0.8m；步骤S3中所述固化采用75W/cm高压汞灯，室温照射10秒；步骤S3中所述热处理的温度为65℃，热处理时间为20min。
实施例2
本例提供一种光伏组件背面玻璃的修复方法，包括如下步骤：
步骤S1、修复剂的制备：将修复剂各组分按重量份混合，搅拌6min；
步骤S2、光伏组件背面玻璃的修复：先将待修复的光伏组件背面玻璃清洗，干燥后确认无表面残留水痕及其它污渍，将修复剂装入喷涂机中以雾化形式喷出，在光伏组件背面玻璃表面形成厚度均匀的涂层；
步骤S3、后处理：待涂层固化后，再进行热处理，最后使用除尘布将涂层表面擦拭干净。
所述修复剂包括如下按重量份计的组分制成：1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮3份、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷2份、甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷3份、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮1份、丙烯酸酯类单体5份、端氨基超支化聚硅氧烷4份、其它单体1份、光引发剂0.2份、溶剂40份。
所述其它单体为甲基丙烯酸异氰基乙酯；所述光引发剂为安息香乙醚；所述溶剂为丁酮；所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸丁酯；所述端氨基超支化聚硅氧烷是按申请号为201910338290.3的中国发明专利实施例一的方法制成。
步骤S1中所述搅拌的搅拌速度为110转/分钟；步骤S2中所述涂层的厚度为0.3mm；步骤S2中所述喷出的喷头离光伏组件背面玻璃的距离为0.9m；步骤S3中所述固化采用78W/cm高压汞灯，室温照射13秒；步骤S3中所述热处理的温度为70℃，热处理时间为30min。
实施例3
本例提供一种光伏组件背面玻璃的修复方法，包括如下步骤：
步骤S1、修复剂的制备：将修复剂各组分按重量份混合，搅拌7min；
步骤S2、光伏组件背面玻璃的修复：先将待修复的光伏组件背面玻璃清洗，干燥后确认无表面残留水痕及其它污渍，将修复剂装入喷涂机中以雾化形式喷出，在光伏组件背面玻璃表面形成厚度均匀的涂层；
步骤S3、后处理：待涂层固化后，再进行热处理，最后使用除尘布将涂层表面擦拭干净。
所述修复剂包括如下按重量份计的组分制成：1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮4份、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷3份、甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷4份、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮2份、丙烯酸酯类单体6.5份、端氨基超支化聚硅氧烷5份、其它单体2份、光引发剂0.3份、溶剂50份。
所述其它单体为2-乙烯基吡啶；所述光引发剂为安息香异丙醚；所述溶剂为丁酮；所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯；所述端氨基超支化聚硅氧烷是按申请号为201910338290.3的中国发明专利实施例一的方法制成。
步骤S1中所述搅拌的搅拌速度为130转/分钟；步骤S2中所述涂层的厚度为0.5mm；步骤S2中所述喷出的喷头离光伏组件背面玻璃的距离为1m；步骤S3中所述固化采用80W/cm高压汞灯，室温照射15秒；步骤S3中所述热处理的温度为75℃，热处理时间为35min。
实施例4
本例提供一种光伏组件背面玻璃的修复方法，包括如下步骤：
步骤S1、修复剂的制备：将修复剂各组分按重量份混合，搅拌9min；
步骤S2、光伏组件背面玻璃的修复：先将待修复的光伏组件背面玻璃清洗，干燥后确认无表面残留水痕及其它污渍，将修复剂装入喷涂机中以雾化形式喷出，在光伏组件背面玻璃表面形成厚度均匀的涂层；
步骤S3、后处理：待涂层固化后，再进行热处理，最后使用除尘布将涂层表面擦拭干净。
所述修复剂包括如下按重量份计的组分制成：1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮4.5份、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷3.5份、甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷4.5份、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮2.5份、丙烯酸酯类单体7.5份、端氨基超支化聚硅氧烷5.5份、其它单体2.5份、光引发剂0.35份、溶剂55份。
所述其它单体为2-(1-丙烯-2-基)苯并[D]噁唑；所述光引发剂为安息香乙醚、安息香异丙醚按质量比3:5混合形成的混合物；所述溶剂为丁酮；所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲酯按质量比1:2:1:3混合形成的混合物；所述端氨基超支化聚硅氧烷是按申请号为201910338290.3的中国发明专利实施例一的方法制成。
步骤S1中所述搅拌的搅拌速度为140转/分钟；步骤S2中所述涂层的厚度为0.7mm；步骤S2中所述喷出的喷头离光伏组件背面玻璃的距离为1.1m；步骤S3中所述固化采用83W/cm高压汞灯，室温照射18秒；步骤S3中所述热处理的温度为80℃，热处理时间为45min。
实施例5
本例提供一种光伏组件背面玻璃的修复方法，包括如下步骤：
步骤S1、修复剂的制备：将修复剂各组分按重量份混合，搅拌10min；
步骤S2、光伏组件背面玻璃的修复：先将待修复的光伏组件背面玻璃清洗，干燥后确认无表面残留水痕及其它污渍，将修复剂装入喷涂机中以雾化形式喷出，在光伏组件背面玻璃表面形成厚度均匀的涂层；
步骤S3、后处理：待涂层固化后，再进行热处理，最后使用除尘布将涂层表面擦拭干净。
所述修复剂包括如下按重量份计的组分制成：1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮5份、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷4份、甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷5份、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮3份、丙烯酸酯类单体8份、端氨基超支化聚硅氧烷6份、其它单体3份、光引发剂0.4份、溶剂60份。
所述其它单体为2-(1-丙烯-2-基)苯并[D]噁唑；所述光引发剂为安息香乙醚；所述溶剂为丁酮；所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯；所述端氨基超支化聚硅氧烷是按申请号为201910338290.3的中国发明专利实施例一的方法制成。
步骤S1中所述搅拌的搅拌速度为150转/分钟；步骤S2中所述涂层的厚度为0.8mm；步骤S2中所述喷出的喷头离光伏组件背面玻璃的距离为1.2m；步骤S3中所述固化采用85W/cm高压汞灯，室温照射20秒；步骤S3中所述热处理的温度为85℃，热处理时间为50min。
对比例1
本例提供一种光伏组件背面玻璃的修复方法，与实施例2基本相同，不同的是没有添加3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷和3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮。
对比例2
本例提供一种光伏组件背面玻璃的修复方法，与实施例2基本相同，不同的是没有添加1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮和端氨基超支化聚硅氧烷。
为了进一步说明本发明各实施例光伏组件背面玻璃的修复方法的有益技术效果，对实施例1-5及对比例1-2涉及的光伏组件背面玻璃的修复方法修复的光伏组件进行相关性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：
(1)耐老化性能测试：对各例修复方法修复后的光伏组件进行DH1000测试(双85实验)，观察光伏组件外观，统计计算最大功率衰减值。
(2)抗紫外线测试：各例修复方法修复后的光伏组件在270W紫外光辐照条件下人工加速老化试验，统计涂膜不发黄不脱粉的最大时间。
(3)透光性测试：GB/T 40415-2021对光伏组件透光率进行测试，透光率高于90％的为合格，否则不合格。
表1
从上表可以看出，本发明各实施例涉及的光伏组件背面玻璃的修复方法较对比例方法具有更佳的修复效果，实施例中修复后的光伏组件较对比例耐老化和抗紫外性能更佳，3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮、1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮和端氨基超支化聚硅氧烷的加入对改善上述性能有益。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据依据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏组件背面玻璃的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、修复剂的制备：将修复剂各组分按重量份混合，搅拌5-10min；
步骤S2、光伏组件背面玻璃的修复：先将待修复的光伏组件背面玻璃清洗，干燥后确认无表面残留水痕及其它污渍，将修复剂装入喷涂机中以雾化形式喷出，在光伏组件背面玻璃表面形成厚度均匀的涂层；
步骤S3、后处理：待涂层固化后，再进行热处理，最后使用除尘布将涂层表面擦拭干净。
2.根据权利要求1所述的光伏组件背面玻璃的修复方法，其特征在于，所述修复剂包括如下按重量份计的组分制成：瓦克硅胶20份、丁酮20份；所述瓦克硅胶为瓦克硅胶E41。
3.根据权利要求1所述的光伏组件背面玻璃的修复方法，其特征在于，所述修复剂包括如下按重量份计的组分制成：1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮3-5份、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷2-4份、甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷3-5份、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮1-3份、丙烯酸酯类单体5-8份、端氨基超支化聚硅氧烷4-6份、其它单体1-3份、光引发剂0.2-0.4份、溶剂40-60份。
4.根据权利要求3所述的光伏组件背面玻璃的修复方法，其特征在于，所述其它单体为甲基丙烯酸异氰基乙酯、2-乙烯基吡啶、2-(1-丙烯-2-基)苯并[D]噁唑中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的光伏组件背面玻璃的修复方法，其特征在于，所述光引发剂为安息香乙醚、安息香异丙醚中的至少一种；所述溶剂为丁酮。
6.根据权利要求3所述的光伏组件背面玻璃的修复方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的光伏组件背面玻璃的修复方法，其特征在于，步骤S1中所述搅拌的搅拌速度为100-150转/分钟。
8.根据权利要求1所述的光伏组件背面玻璃的修复方法，其特征在于，步骤S2中所述涂层的厚度为0.2mm-0.8mm；所述喷出的喷头离光伏组件背面玻璃的距离为0.8-1.2m。
9.根据权利要求1-8任一项所述的光伏组件背面玻璃的修复方法，其特征在于，步骤S3中所述固化采用75-85W/cm高压汞灯，室温照射10-20秒。
10.根据权利要求1-8任一项所述的光伏组件背面玻璃的修复方法，其特征在于，步骤S3中所述热处理的温度为65-85℃，热处理时间为20-50min。
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