科普 | 什么是光伏玻璃？
2024年11月20日 13:55 4000次瀏覽 來源： 中國有色金屬工業協會硅業分會 分類： 稀有稀土
什么是光伏玻璃?
光伏玻璃，亦稱“光電玻璃”。一種將太陽能光伏組件壓入，能夠利用太陽輻射發電，并具有相關電流引出裝置以及電纜的特種玻璃。由玻璃、太陽能電池片、膠片、背面玻璃、特殊金屬導線等組成，是一種最新穎的建筑用高科技玻璃產品。
圖片來源：旗濱集團
圖片來源：信義光能
光伏玻璃的主要成分
光伏玻璃的主要原料成分包括石英砂、純堿、石灰石、白云石、硝酸鈉、芒硝、焦銻酸鈉、氫氧化鋁等。石英砂主要是起著網絡形成體的作用，用量通常占據玻璃組分的大半，純堿主要作用是提供氧化鈉，主要是降低玻璃的熔制溫度;石灰石的主要作用是調整玻璃的黏度到合適的值，使得玻璃成型時間滿足成型要求，芒硝的作用主要是作為澄清劑，用來排除玻璃中的氣泡，提供玻璃的透過率。
光伏玻璃原料和分類（圖源：楊帆，等. 《綠色建材評價標準 光伏玻璃》標準解讀）
光伏玻璃的制備工藝，光伏玻璃通常采用壓延法制備，其中生產過程可分為原片生產和深加工兩個階段;原片生產主要包括配料、熔化、壓延、退火、裁切;在壓延過程中，1100℃左右的熔融玻璃，經過壓延機輥子以一定的速度壓延、冷卻，達到一定厚度、一定板寬、一定花型、透過率為 91.5%的玻璃板，而后經過退火窯的退火，使玻璃板有相對穩定的應力曲線分布，達到具有一定的強度，不易破碎、有利于切割、加工的玻璃板。需要指出的是，光伏壓花玻璃同浮法玻璃的生產線存在差異，假如光伏玻璃供不應求是無法從浮法玻璃生產線直接切換的。
深加工過程通常是將原片玻璃鍍膜和鋼化，鍍膜是為了提高光伏玻璃的透光率，鋼化則是為了增加玻璃的機械性能，鋼化后的玻璃抗彎強度是普通玻璃的 3~5 倍，抗沖擊強度是普通玻璃 5~10 倍，提高強度的同時亦提高了安全性。
光伏玻璃在組件中的作用
光伏玻璃是光伏組件的重要組成部分，其作用是：
①將光伏組件中的核心部件——晶硅片封裝保護起來；
②將太陽光最大限度地透射到電池硅片上，通過電池硅片將光能轉化為電能。
太陽能電池組件結構示意圖
圖：光伏&光伏玻璃產業鏈
來源：Wind，信達證券研發中心
光伏玻璃分類及生產工藝
光伏玻璃的分類主要有超白光伏壓花玻璃（又稱超白光伏壓延玻璃）、超白加工浮法玻璃、TCO玻璃和背板玻璃等，主要特點如下圖：
光伏玻璃主要是用于封裝晶硅太陽能電池的超白壓延玻璃或制備薄膜電池用基板的超白浮法玻璃。
光伏玻璃分類（圖源：宗學濱.光伏玻璃用原料的產業現狀和趨勢）
超白壓延玻璃與減反玻璃
超白壓延玻璃
超白玻璃也稱低鐵玻璃、高透明玻璃，是一種超透明堿石灰低鐵浮法玻璃。
超白玻璃的可見光透過率高，達到了98％以上，含鐵量低于100ppm，與普通玻璃不同，呈現在眼前的不再是那種青綠色。
超白玻璃按照工藝不同，可以分為超白壓延玻璃和超白浮法玻璃。
超白壓延玻璃是指利用壓延工藝生產的超白玻璃。主要應用于晶硅電池，其優點是：擁有高太陽能透過率、低吸收率，高反射率，可以最大范圍、最大限度的吸收太陽能的輻射熱量，提高太陽能電池的光電轉換效率。
同時，高強度、能耐太陽紫外光線的輻射，透光率不下降，可以更加有效地延長蓋板玻璃的使用壽命，在各種環境下的耐堿能力、抗發霉能力和抗老化性能均比普通平板超白玻璃增強，作為太陽能組件的蓋板玻璃，能夠有效保護太陽能電池不受外界的損壞，而經久耐用。
壓延法是利用壓延機將熔窯中出來的玻璃液成型，再經退火、切裁而得壓延原片玻璃，目前超白壓延玻璃為主流生產工藝。
超白壓延玻璃的正面用特殊的絨面處理以減少光線反射，反面用特殊花型處理以增強不同入射角的光線透過率，透光率可達91.5%以上。
超白壓延玻璃作為光伏電站的關鍵組件，其高透光率、機械強度和耐候性等優良特性，使其在提高光伏系統效率、延長使用壽命和降低維護成本方面發揮了重要作用。同時，其生產工藝和材料選擇注重環保和可持續性，有助于光伏行業的綠色發展。隨著科技的發展，在超白壓延玻璃的基礎上，為了減少光的反射，升級版光伏減反玻璃應運而生！
光伏減反玻璃
光伏減反玻璃是鍍膜玻璃的一種，是在超白光伏玻璃表面涂鍍一層或多層金屬、合金或金屬化合物薄膜，以減少光的反射，改變玻璃的光學性能，滿足某種特定要求。
光伏減反玻璃是太陽能光伏電池組件的封裝材料，主要用作太陽能電池組件的前、后蓋板，通過減少對太陽光的反射、吸收和散射，增加透光率，提高太陽能光伏電池組件的光電轉換效率。
光伏減反玻璃的薄膜層又稱為減反射涂層。這種在玻璃表面制備的減反射層，可采用真空沉積法、浸蝕法和高溫燒結法等工藝。一般選用浸蝕法工藝為多。
浸蝕法工藝是指浸涂硅酸鈉與化學處理相結合制備減反射玻璃，經濟又簡便，其工藝流程大致如下：
玻璃原片→洗滌干燥→浸人硅酸鈉溶液→提取玻璃→低溫烘干(或自然風干)→二次化學處理→提取并烘干→檢測(透光率、反射率及膜厚)→包裝→出廠
浸蝕法工藝可使玻璃透光率比原先提高4%~5%；如3mm光透過率由原來 80%提高到 85%，折射率較高的超白玻璃(含鐵量較低)，光透過率可從原來 86%提高到 91%。這種涂層與玻璃能夠牢固地結合，經測試表明其耐磨性非常好。
綜上所述，通過在光伏玻璃上制備減反膜可以提高可見光的透過率，能夠提高光伏電池組件的整體輸出功率，減反膜技術對太陽能光伏產業提升效益和降低成本具有直接的貢獻。
我國光伏玻璃產業發展階段
從進口替代到引領全球，行業始終保持較高集中度。國內光伏玻璃產業經歷了三階段：
責任編輯：任飛
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