用于光伏背板玻璃的高反射釉料和高反射涂釉背板玻璃

文档序号:627723 发布日期:2021-05-11 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 用于光伏背板玻璃的高反射釉料和高反射涂釉背板玻璃 (High-reflection glaze for photovoltaic back plate glass and high-reflection glazed back plate glass ) 是由 李友情 邵世强 陈林 王润 徐小明 杨文金 于 2021-01-15 设计创作,主要内容包括:本申请属于光伏玻璃技术领域,提供一种用于光伏背板玻璃的高反射釉料和高反射涂釉背板玻璃,高反射釉料包括无机颜料,无机颜料包括基础玻璃熔剂和色剂,基础玻璃熔剂中碱金属氧化物在无机颜料中的重量百分含量为5%-10%,基础玻璃熔剂中碱土金属氧化物在无机颜料中的重量百分含量为0-2%。该高反射釉料用于在光伏背板玻璃上形成高反射釉层,通过减少高反射釉料中碱金属氧化物和碱土金属氧化物的含量能够提高高反射釉料的耐酸性腐蚀能力,解决双玻组件中高反射涂釉背板玻璃的高反射釉层被腐蚀脱落的问题。(The application belongs to the technical field of photovoltaic glass, and provides a high-reflection glaze material for photovoltaic back plate glass and high-reflection glazed back plate glass, wherein the high-reflection glaze material comprises inorganic pigment, the inorganic pigment comprises a basic glass fusing agent and a coloring agent, the weight percentage content of alkali metal oxide in the basic glass fusing agent in the inorganic pigment is 5% -10%, and the weight percentage content of alkali earth metal oxide in the basic glass fusing agent in the inorganic pigment is 0-2%. The high-reflection glaze is used for forming a high-reflection glaze layer on photovoltaic backboard glass, the acid corrosion resistance of the high-reflection glaze can be improved by reducing the content of alkali metal oxide and alkaline earth metal oxide in the high-reflection glaze, and the problem that the high-reflection glaze layer of the high-reflection glazed backboard glass in the double-glass component is corroded and falls off is solved.)

用于光伏背板玻璃的高反射釉料和高反射涂釉背板玻璃

技术领域

本申请属于光伏玻璃领域,尤其涉及一种用于光伏背板玻璃的高反射釉料和高反射涂釉背板玻璃。

背景技术

光伏发电根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳能直接转化为电能进行发电。相对于利用有限的传统燃料能源例如天然气、煤炭等火力发电方式,光伏发电不会对环境造成污染并且太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能量,光伏发电方式在能源供应方面占据着越来越重要的地位。光伏玻璃主要由太阳能电池片、玻璃基板、封装胶片等组成,太阳能电池片被封装胶片密封压入玻璃基板中,太阳能电池片将太阳能转化为电能进行发电。

随着技术的进步,双玻组件逐渐进入人们的视野。双玻组件采用高反射涂釉背板玻璃代替传统的背板,高反射涂釉背板玻璃在背板玻璃上形成一层高反射釉层,利用高反射釉层将透过太阳能电池片间隙的太阳光反射到太阳能电池片的表面,使太阳光能够二次利用,提高了发电量和发电效率。

然而,利用现有的高反射釉料制备的高反射涂釉背板玻璃应用在双玻组件中时,高反射涂釉背板玻璃的高反射釉层会慢慢被腐蚀,高反射釉层会出现脱落的现象,进而造成双玻组件开胶。

发明内容

本申请提供一种用于光伏背板玻璃的高反射釉料和高反射涂釉背板玻璃,能够解决现有技术中的高反射涂釉背板玻璃的高反射釉层被腐蚀脱落的问题。

第一方面,提供了一种用于光伏背板玻璃的高反射釉料,包括无机颜料,无机颜料包括基础玻璃熔剂和色剂,基础玻璃熔剂中碱金属氧化物在无机颜料中的重量百分含量分别为5%-10%,基础玻璃熔剂中碱土金属氧化物在无机颜料中的重量百分含量0-2%。

本申请提供的高反射釉料用于在光伏背板玻璃上形成高反射釉层,构成高反射涂釉背板玻璃,高反射釉料包括无机颜料,无机颜料包括基础玻璃熔剂和色剂,基础玻璃熔剂中,碱金属氧化物和碱土金属氧化物在无机颜料的重量百分含量分别为5%-10%和0-2%。碱金属氧化物和碱土金属氧化物会与封装胶片在老化过程中析出的酸性物质中的H+离子反应,本申请减少了碱金属氧化物的含量和碱土金属氧化物的含量,因此高反射釉层与封装胶片释放的酸性物质不容易发生反应,使得高反射釉层的结构比较稳定不容易受到酸的侵蚀,提高了高反射釉料的耐酸性腐蚀的能力。

进而,利用本申请提供的高反射釉料制备的高反射涂釉背板玻璃具有更好的耐酸性腐蚀的能力,高反射釉层不会与背板玻璃脱离,使得高反射涂釉背板玻璃与其他组件的粘合性好,保证了双玻组件不会开胶,能够达到预定的使用寿命,带来更好的经济效益。

可选地,基础玻璃熔剂还包括SiO2、B2O3、Al2O3和ZrO2,它们在无机颜料中的重量百分含量分别为10%-20%、10%-20%、2%-5%和1%-5%。

调整基础玻璃熔剂中各个组分的配比,可以在提高耐酸性腐蚀能力的同时平衡其他性能例如硬度、抗张力、抗压能力等。

色剂包括钛白粉和氧化锌,它们在无机颜料中的重量百分含量分别为42%-55%和15%-20%。

色剂为无机颜料的着色剂,钛白粉为主要的色料,使高反射釉料呈现白色,使利用此高反射釉料制备的高反射釉层具有较高的反射率和较好的覆盖力,提高太阳光的利用率。氧化锌作为辅助增白剂添加在高反射釉料中能够使高反射釉层具有更好的遮盖力,同时还具有一定的反射作用,能够提高光的利用率进而提高发电效率。

可选地,钛白粉选用金红石型钛白粉,并且其颗粒度在20μm以下。

可选地,无机颜料还包括添加剂,其中,添加剂由P2O5和V2O5组成,它们在无机颜料中的重量百分含量分别为1%-3%和1%-3%。

在无机颜料中添加添加剂可以使高反射釉料在遮盖力、反射率等方面有更好的性能。

进一步地,高反射釉料还包括调墨油。调墨油一般是呈流体状的聚合物树脂等,按照应用条件分为水性调墨油和油性调墨油。

本申请选用水性调墨油,例如水性丙烯酸树脂或水性聚酯树脂。

第二方面,提供了一种高反射涂釉背板玻璃,包括背板玻璃和形成在背板玻璃上的高反射釉层,其中高反射釉层由上述第一方面提供的高反射釉料固化形成。

由于高反射涂釉背板玻璃包括上述第一方面提供的高反射釉料固化形成的高反射釉层,因此使得高反射涂釉玻璃也具有前述高反射釉料相应的技术效果,在此不再赘述。

附图说明

图1是双玻组件的结构示意图,其中(a)图是分层结构示意图,(b)图是整体结构示意图。

附图标记:

1、高反射涂釉背板玻璃;2、封装胶片;3、太阳能电池片;4、玻璃基板。

具体实施方式

在本申请的描述中,需要说明的是,术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间重量的比例关系,因此,只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地,本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

高反射涂釉背板玻璃包括背板玻璃和形成在背板玻璃上的高反射釉层,该高反射釉层由高反射釉料固化而成,具有高反射率,这种高反射涂釉背板玻璃应用在双玻组件中,能够将太阳光反射到太阳能电池片上进行二次利用,提高发电效率和发电量。

申请人在单独对高反射涂釉背板玻璃进行高压加速老化试验(pressure cookertest,PCT)时,釉层未出现脱落的情况;在对高反射涂釉背板玻璃夹层后(即整个双玻组件)进行PCT时,创造性地发现高反射釉层出现脱落的情况,高反射釉层与背板玻璃脱离进而导致双玻组件开胶,无法达到正常的使用寿命,提前报废。

基于这一创造性发现,申请人对釉层脱落原因进行深入分析,发现主要是封装太阳能电池片的EVA(Polyethylene vinylacetate)胶片和POE(Polyolefin Elastomer)胶片在老化过程中会释放出醋酸等酸性物质,腐蚀高反射釉层,造成釉层结构松动,进而脱离背板玻璃。高反射釉料的原料包括以石英为主体结构的基础玻璃熔剂,石英是玻璃网络的主要成分,为了减少玻璃中Si-O配位数、起到断网作用,使熔融温度降低,需要在原料中加入碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物,而碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物会和封装胶片释放的酸性物质中的H+离子交换,导致玻璃结构松散,因此高反射釉层在受到酸性物质的腐蚀时会脱落。

基于上述创造性的发现,申请人通过减少碱金属氧化物和碱土金属氧化物的添加量来提高高反射釉料的耐酸性腐蚀能力,碱金属氧化物和碱土金属氧化物的含量也影响着釉料的膨胀系数、硬度、抗张力、抗压能力等性能,在提高高反射釉料耐酸性腐蚀能力的同时也要满足其他的性能要求。

本申请实施例提供一种高反射釉料,用于光伏背板玻璃上,包括无机颜料,无机颜料包括基础玻璃熔剂和色剂,基础玻璃熔剂包括碱金属氧化物和碱土金属氧化物,且它们在无机颜料中的重量百分含量分别为5%-10%和0-2%。示例性地,碱金属氧化物的重量百分含量可以为5%、7%或10%;碱土金属氧化物的重量百分含量可以为0、1%或2%。

本申请实施例提供的高反射釉料用于在光伏背板玻璃上形成高反射釉层,构成高反射涂釉背板玻璃,高反射釉料主要由无机颜料组成,无机颜料包括基础玻璃熔剂和色剂,基础玻璃熔剂中,碱金属氧化物和碱土金属氧化物在无机颜料的重量百分含量分别为5%-10%和0-2%。碱金属氧化物和碱土金属氧化物会与封装胶片在老化过程中析出的酸性物质中的H+离子反应,本申请减少了碱金属氧化物的含量和碱土金属氧化物的含量,因此高反射釉层与封装胶片释放的酸性物质不容易发生反应,使得高反射釉层的结构比较稳定不容易受到酸的侵蚀,提高了高反射釉料的耐酸性腐蚀的能力。

进而,利用本申请提供的高反射釉料制备的高反射涂釉背板玻璃具有更好的耐酸性腐蚀的能力,高反射釉层不会与背板玻璃脱离,使得高反射涂釉背板玻璃与其他组件的粘合性好,保证了双玻组件不会开胶,能够达到预定的使用寿命,带来更好的经济效益。

在本申请的实施例中,无机颜料是高反射釉料的重要组成部分,无机颜料又包括基础玻璃熔剂和色剂,其中,基础玻璃熔剂的主要作用是使高反射釉料与背板玻璃结合,在高温时熔融,形成一层玻璃态的涂层,具有耐腐蚀、耐候性好、高粘性的特点;色剂主要为高反射釉料着色,使利用该釉料制备的釉层具有良好的反射率,能够提高双玻组件的发电效率。本申请实施例通过减少基础玻璃熔剂中碱金属氧化物和碱土金属氧化物的含量,提高高反射釉料的耐酸性腐蚀能力。

可选地,基础玻璃熔剂还包括SiO2、B2O3、Al2O3和ZrO2,它们在无机颜料中的重量百分含量分别为10%-20%、10%-20%、2%-5%和1%-5%。示例性地,SiO2的重量百分含量可以为10%、15%或20%,B2O3的重量百分含量可以为10%、15%或20%,Al2O3的重量百分含量可以为2%、3.5%或5%,ZrO2重量百分含量可以为1%、3%或5%。

调整基础玻璃熔剂中各个组分的配比,可以在提高耐酸性腐蚀能力的同时平衡其他性能例如硬度、抗张力、抗压能力等。

具体地,色剂包括钛白粉和氧化锌,它们在无机颜料中的重量百分含量分别为42%-55%和15%-20%。示例性地,钛白粉的含量可以为42%、49%或55%,氧化锌的含量可以为15%、17%或20%。

其中,色剂为无机颜料的着色剂,钛白粉为主要的色料,使高反射釉料呈现白色,使利用此高反射釉料制备的高反射釉层具有较高的反射率和较好的覆盖力,提高太阳光的利用率。本申请实施例提高了钛白粉的含量,能够提高高反射釉层的反射率。氧化锌作为辅助增白剂添加在高反射釉料中能够使高反射釉层具有更好的遮盖力,同时还具有一定的反射作用,能够提高光的利用率进而提高发电效率。

可选地,钛白粉选用金红石型钛白粉,并且其颗粒度在20μm以下。

选用颗粒度在20μm以下并且为金红石型的钛白粉具有良好的分散性能,能够在调墨油中分散的更加均匀,使得高反射釉层具有良好的耐候性。

可选地,色剂还包括在无机颜料中重量百分含量为0-1%的氟,示例性地,氟的重量百分含量可以为0、0.5%或1%。

可选地,无机颜料还包括添加剂,其中,添加剂由P2O5和V2O5组成,它们在无机颜料中的重量百分含量分别为1%-3%和1%-3%。示例性地,P2O5的重量百分含量可以为1%、2%和3%;V2O5的重量百分含量可以为1%、2%和3%。

在无机颜料中添加添加剂可以使高反射釉料在遮盖力、反射率等方面有更好的性能。

进一步地,高反射釉料还包括调墨油。调墨油一般是呈流体状的聚合物树脂等,按照应用条件分为水性调墨油和油性调墨油。无机颜料均匀分散于调墨油中,共同组成高反射釉料。在本申请实施例中,选用水性调墨油,例如水性丙烯酸树脂、水性聚酯树脂或其他本领域常用的水性调墨油。

无机颜料一般是粉状物质,调墨油一般为有机溶剂,无机颜料溶于调墨油中形成高反射釉料,高反射釉料固化工艺在背板玻璃上形成高反射釉层。

实施例一

以无机颜料的总重量为100%计,无机颜料由以下重量百分含量的组分组成:

基础玻璃熔剂40%;

色剂60%;

调墨油选用水性丙烯酸树脂;

其中,基础玻璃熔剂中SiO2、B2O3、Al2O3、ZrO2、碱金属氧化物和碱土金属氧化物的重量百分含量分别为13%、13%、5%、2%、7%和0;色剂中钛白粉和氧化锌的重量百分含量分别为45%和15%。

实施例二

以无机颜料的总重量为100%计,无机颜料由以下重量百分含量的组分组成:

基础玻璃熔剂33%;

色剂65%;

添加剂2%;

调墨油选用水性聚酯树脂;

其中,基础玻璃熔剂中SiO2、B2O3、Al2O3、ZrO2、碱金属氧化物和碱土金属氧化物的重量百分含量分别为12%、11%、3%、1%、5%和1%;色剂中钛白粉和氧化锌的重量百分含量分别为48%和17%;添加剂中P2O5和V2O5的重量百分含量分别为1%和1%。

实施例三

以无机颜料的总重量为100%计,无机颜料由以下重量百分含量的组分组成:

基础玻璃熔剂28%;

色剂70%;

添加剂2%;

调墨油选用水性丙烯酸树脂;

其中,基础玻璃熔剂中SiO2、B2O3、Al2O3、ZrO2、碱金属氧化物和碱土金属氧化物的重量百分含量分别为10%、10%、2%、1%、5%和0;色剂中钛白粉和氧化锌的重量百分含量分别为50%和20%;添加剂中P2O5和V2O5的重量百分含量分别为1%和1%。

实施例四

以无机颜料的总重量为100%计,无机颜料由以下重量百分含量的组分组成:

基础玻璃熔剂38%;

色剂58%;

添加剂4%;

调墨油选用水性丙烯酸树脂;

其中,基础玻璃熔剂中SiO2、B2O3、Al2O3、ZrO2、碱金属氧化物和碱土金属氧化物的重量百分含量分别为12%、10%、3%、1%、10%和2%;色剂中钛白粉、氧化锌和氟的重量百分含量分别为42%、15%和1%;添加剂中P2O5和V2O5的重量百分含量分别为2%和2%。

在制备高反射釉料时,将无机颜料均匀分散在调墨油中,搅拌均匀,混合得到高反射釉料。

本申请实施例还提供一种高反射涂釉背板玻璃,包括背板玻璃和形成在背板玻璃上的高反射釉层,高反射釉层由上述高反射釉料固化形成。

本申请实施例提供的高反射涂釉背板玻璃的高反射釉层由上述高反射釉料固化形成,因此该高反射涂釉背板玻璃也具有更好的耐酸性腐蚀的能力。该高反射涂釉背板玻璃的高反射釉层不会与背板玻璃脱离,使得高反射涂釉背板玻璃与其他组件的粘合性好,保证了双玻组件不会开胶,能够达到预定的使用寿命。

高反射涂釉背板玻璃的制备工艺包括以下步骤:

(1)对所需规格的背板玻璃(压花玻璃)进行磨边处理,采用C型边;

(2)磨边后使用激光钻孔机位进行定位钻孔,钻孔面为绒面;

(3)钻孔后背板玻璃通过翻转机把背板玻璃的压花面朝上,进入清洗机清洗;

(4)干燥后进入丝印房,通过丝印机把高反射釉料印刷在背板玻璃的压花面,经过固化炉,形成高反射釉层;

(5)再经过钢化炉,钢化炉炉温为695℃-710℃,钢化时间为100秒-115秒,形成高反射涂釉背板玻璃。

在本申请实施例中,在制备工艺的步骤(5)进行钢化时,将钢化炉的温度提高5-10℃,使制备的高反射涂釉背板玻璃的釉层具有更好的附着力。

可选地,高反射釉层的厚度为15-35微米,示例性地,高反射釉层的厚度可以为15微米、25微米或35微米。

可选地,背板玻璃的厚度为2.0-2.5毫米,示例性地,背板玻璃的厚度可以为2.0毫米、2.2毫米或2.5毫米。

下面,结合具体的实施例进行说明。

实施例五

本实施例提供一种高反射涂釉背板玻璃,其制备工艺包括以下步骤:

(1)对背板玻璃进行磨边、钻孔、清洗处理;

(2)选用实施例一提供的高反射釉料;

(3)将步骤(2)的高反射釉料通过丝印机印刷在在背板玻璃的压花面,在固化炉中固化,在背板玻璃上形成高反射釉层;

(4)将步骤(3)得到的产品放入钢化炉中钢化,炉温为710℃,钢化时间为115秒,得到高反射涂釉背板玻璃。

实施例六

本实施例提供一种高反射涂釉背板玻璃,其制备工艺包括以下步骤:

(1)对背板玻璃进行磨边、钻孔、清洗处理;

(2)选用实施例二提供的高反射釉料;

(3)将步骤(2)的高反射釉料通过丝印机印刷在在背板玻璃的压花面,在固化炉中固化,在背板玻璃上形成高反射釉层;

(4)将步骤(3)得到的产品放入钢化炉中钢化,炉温为695℃,钢化时间为100秒,得到高反射涂釉背板玻璃。

实施例七

本实施例提供一种高反射涂釉背板玻璃,其制备工艺包括以下步骤:

(1)对背板玻璃进行磨边、钻孔、清洗处理;

(2)选用实施例二提供的高反射釉料;

(3)将步骤(2)的高反射釉料通过丝印机印刷在在背板玻璃的压花面,在固化炉中固化,在背板玻璃上形成高反射釉层;

(4)将步骤(3)得到的产品放入钢化炉中钢化,炉温为702℃,钢化时间为108秒,得到高反射涂釉背板玻璃。

实施例八

本申请实施例提供一种高反射涂釉背板玻璃,其制备工艺与实施例五的步骤基本相同,区别在于:步骤(2)中选用实施例三提供的高反射釉料。

实施例九

本申请实施例提供一种高反射涂釉背板玻璃,其制备工艺与实施例六的步骤基本相同,区别在于:步骤(2)中选用实施例四提供的高反射釉料。

图1是双玻组件的结构示意图,(a)图为双玻组件的分层结构示意图,(b)图为双玻组件的整体结构示意图。如图1所示,双玻组件包括高反射涂釉背板玻璃1、玻璃基板4、两片封装胶片2和太阳能电池片3,其中,太阳能电池片3被两片封装胶片2封装位于高反射涂釉背板玻璃1和玻璃基板4之间。

在这里,图1中的高反射涂釉背板玻璃1是由上述实施例五至九中任一个实施例制备得到的。

利用本申请实施例提供的高反射釉料经过上述工艺制备的高反射涂釉背板玻璃具有良好的性能,高反射釉层反射率提高1%-2%,高反射釉层的附着力保证在1级,耐酸性腐蚀能力满足在1mol/L浓度的酸中浸泡24小时,高反射釉层不会脱落。

以上所述的实施方式,并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在该技术方案的保护范围内。

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