AR coating光伏玻璃鍍膜工藝淺析
AR coating光伏玻璃鍍膜工藝淺析
AR coating(減反射鍍膜)由于可以顯著提高玻璃的透過率，進(jìn)而提高光伏組件的輸出功率，目前已有廣泛的應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前約有90%的光伏組件使用帶有AR coating的光伏玻璃。本文簡要介紹了AR coating光伏玻璃的鍍膜工藝，并對不同種類AR coating的工藝適應(yīng)性做了初步探討。
AR coating光伏玻璃的加工工藝流程
AR coating光伏玻璃的加工工藝，經(jīng)過鋼化工藝處理后，在玻璃表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，內(nèi)部產(chǎn)生張應(yīng)力，從而使光伏玻璃獲得很高的強(qiáng)度。與此同時(shí)，AR coating經(jīng)過熱處理之后，內(nèi)部的有機(jī)物分解掉，留下無機(jī)的多孔SiO2薄膜被燒結(jié)在玻璃表面，從而保證AR coating長久的耐候性。
AR coating鍍膜工藝介紹
膠輥：主涂布輥，主動(dòng)輥，EPDM或者PU材質(zhì)，直徑300mm，根據(jù)AR coating性狀不同，硬度在30-45HS范圍內(nèi)可選;
鋼輥：上料輥，主動(dòng)輥或者從動(dòng)輥，也稱網(wǎng)紋輥，液槽位于膠輥和鋼輥之間，通過鋼輥上的網(wǎng)紋給膠輥上液，主要有不銹鋼及鍍鉻材質(zhì)，目前也有類陶瓷材質(zhì)，直徑150mm，根據(jù)AR coating的固含量差異，主流的網(wǎng)紋輥目數(shù)有60/70/80/100目;
壓輥:一般為鍍鉻鋼輥，直徑100mm,其主要作用為使AR coating在膠輥表面分布均勻;
柔性刮刀(備選)：主要用于去除玻璃表面出現(xiàn)的周長印等表面缺陷
產(chǎn)品優(yōu)勢
1、玻璃外表面采用納米材料處理，形成高效增透膜，其與未鍍膜玻璃相比透過率提升達(dá)2.5%以上;
2、經(jīng)過高溫鋼化處理后，AR膜層與玻璃結(jié)合牢固;
3、能抵抗各種不同的氣候條件：酸雨、多鹽、濕熱和濕凍等環(huán)境;
4、經(jīng)過2000個(gè)小時(shí)的耐老化試驗(yàn)，透光率無明顯衰減，使用壽命可達(dá)25年以上。
5、膜層具有自潔凈功能，能分解附著在組件表面的有機(jī)污染物，減少組件維護(hù)工作。
考慮到不同的AR coating厚度對使用相同電池的光伏組件功率增益有顯著差異，實(shí)際生產(chǎn)過程需要對AR coating的厚度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，AR coating干膜的主要由鍍膜過程的濕膜厚度決定，影響濕膜厚度的因素參見如下。
膠輥和鋼輥的中心距D：膠輥和鋼輥的中心D距決定了液槽的儲液量，D值越大，在相同的轉(zhuǎn)速下，膠輥的帶液量越多，對應(yīng)的濕膜厚度越厚;
鋼輥的目數(shù)：鋼輥的目數(shù)越低，相對網(wǎng)紋的寬度越寬，即鋼輥的帶液量更大，對應(yīng)的濕膜厚度越厚
膠輥/鋼輥的線速度：膠輥/鋼輥的線速度越快，相同時(shí)間內(nèi)涂布到玻璃表面的溶液量越多，對應(yīng)的濕膜越厚;
傳送帶的速度：傳送帶的速度越慢，相同時(shí)間內(nèi)涂布到玻璃表面的溶液量越多，濕膜越厚。
除此之外，鍍膜室的溫濕度也會(huì)對AR coating的厚度也會(huì)有顯著影響?？紤]到輥涂機(jī)有很大的暴露表面，這會(huì)加劇AR coating溶液中溶劑的揮發(fā)造成回流溶液固含量發(fā)生變化，從而對AR coating膜厚的一致性產(chǎn)生重大影響。保證回流溶液中固含量的穩(wěn)定，進(jìn)而保證AR coating膜厚的一致性，是對輥涂涂布工藝的挑戰(zhàn)。
不同AR coating的工藝適應(yīng)性
根據(jù)AR coating所使用溶劑種類的不同，AR coating可以分為水相和溶劑相的AR coating，其中水相AR coating使用的溶劑為去離子水，溶劑相AR coating使用的溶劑有乙醇，異丙醇以及一些不易揮發(fā)的醚類。
為了考察溶劑揮發(fā)對于AR coating溶液性能的影響，取等量的水相溶液和溶劑相溶液，放置在24攝氏度，47%相對濕度的環(huán)境中，通過測量不同時(shí)間溶液的剩余量，得出溶液量隨時(shí)間的變化曲線參見如下。(詳見配圖)
由上表可以看出，水相AR coating溶液相對穩(wěn)定，溶液量隨時(shí)間變化很小，在實(shí)際生產(chǎn)過程不需要補(bǔ)加額外的新鮮溶劑也可以實(shí)現(xiàn)一致膜厚AR coating玻璃的連續(xù)生產(chǎn);而溶劑相的溶液量會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化，回流溶液的固含量也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，進(jìn)而影響到膜層厚度的一致性，。由于存在溶劑的揮發(fā)，需要根據(jù)回流溶液中溶劑的揮發(fā)量來計(jì)算需要補(bǔ)充的新鮮溶劑計(jì)量，對于不同的環(huán)境條件，溶劑的揮發(fā)速率也會(huì)有差異，實(shí)際生產(chǎn)過程還需要根據(jù)環(huán)境的變化，對新鮮溶劑的添加劑量做相應(yīng)調(diào)整，以保證AR coating膜層厚度的一致性。
然而保持和提高光伏玻璃的光學(xué)特性遠(yuǎn)比開發(fā)更高轉(zhuǎn)換率的晶硅來的容易，成本低得多，所以開發(fā)并生產(chǎn)出透光率更高的光伏玻璃，無論組件廠商還是在終端市場上的需求都是非常迫切的。多孔二氧化硅薄膜因具有透光率、減反射性能和高的熱阻成為理想的光伏玻璃鍍膜材料。
同時(shí)兼具一定的憎水性，具備自清潔功能，可有效降低整體太陽能光伏電池效能隨著使用時(shí)間的衰減速度，避免因表面污染引起的效能降低。一、超白玻璃的弊端超白玻璃是太陽能玻璃的一種，基本上超白玻璃用在太陽能上會(huì)經(jīng)過壓花處理。壓花的目的是增加透光率，道理很簡單，太陽光照在一個(gè)平面上有很多光被反射了，所以到硅片上的就少了。
但是如果把它弄成一口井樣的形狀，光的反射會(huì)大大的降低，從而提高透光率。所以壓花的形狀會(huì)關(guān)系到透光率的高低，這是目前常用的超白壓花玻璃的原因。但是這樣帶來的弊端我總結(jié)了一下，有下面幾個(gè)：1、壓花后的玻璃，玻璃表面存在很多缺陷，在長期的風(fēng)化作用下，增透的效果很很快削弱2、因?yàn)橛邪?，所以灰塵很容易進(jìn)入，需要定期清理3、增加的透光率有限，因?yàn)樗豢赡馨枷氯ズ苌?，作用很有限?
二、光伏玻璃增透自潔鍍膜液簡介太陽能光伏發(fā)電由于是零污染的清潔能源，目前已成為世界上有發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè)，由于發(fā)電效率跟光伏玻璃成正比，各國的行業(yè)精英都在致力于提高光伏玻璃的可見光透過率，目前有兩個(gè)方向，一是在光伏玻璃表面鍍一層增透膜，可以提高光伏玻璃的透光性，**種是使用上海常祥代理的自潔增透液，使光伏玻璃在增透的同時(shí)達(dá)到自潔的效果，分述如下：目前大部分光伏玻璃廠家都在為提高光伏玻璃的透光性做努力，但是由于現(xiàn)有的超白玻的可見光透光率已經(jīng)在90%以上，提高的空間已經(jīng)不大，利用光的干涉原理增加一層增透膜的做法多也只能起到增透3%的效果，不能完全滿足行業(yè)需求。
另外，由于光伏玻璃一般都是安裝在荒郊野外，灰塵風(fēng)沙大，時(shí)間一長，玻璃表面極易變臟，有的光伏玻璃可見光透過率甚至只有60%，大大影響了發(fā)電效率，如果不能解決光伏玻璃表面臟污的問題，將大大制約太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。作為世界納米材料的***，裝修效果圖，佳納爾開創(chuàng)了光伏玻璃的**個(gè)研究方向，如何增強(qiáng)光伏玻璃的自潔防污效果，讓其成為自潔增透玻璃。
小結(jié)
本文對AR光伏玻璃的鍍膜工藝做了簡要介紹，并對不同種類AR coating的工藝適應(yīng)性進(jìn)行了探討。水相AR coating因?yàn)槿軇]發(fā)少，工藝穩(wěn)定，容易實(shí)現(xiàn)一致膜厚AR coating玻璃的連續(xù)生產(chǎn)。溶劑相AR coating因存在溶劑大量揮發(fā)的問題，生產(chǎn)過程要根據(jù)環(huán)境的變化，添加新鮮溶劑到回流的AR coating溶液中以保證溶液固含量的穩(wěn)定，需要較為復(fù)雜的工藝操作實(shí)現(xiàn)膜厚一致AR coating玻璃的穩(wěn)定生產(chǎn)。