3M太陽能光伏玻璃自清潔增透AR鍍膜液

決定晶硅太陽能光伏電池效能的因素為與光能轉化效率有關的各種變因，最重要的決定因素為光電組件中的晶硅技術，其次為保護光電組件中的光伏玻璃，由于晶硅無法長時間暴露于外界環境中，光伏玻璃是目前保護晶硅且自身透光率較高的最佳材料之一，因此光伏玻璃的光學特性是晶硅技術外一大重要變因。然而保持和提高光伏玻璃的光學特性遠比開發更高轉換率的晶硅來的容易，成本低得多，所以開發并生產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優秀的透光率、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經過壓花處理。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，光的反射會大大的降低，從而提高透光率。

　　所以壓花的形狀會關系到透光率的高低，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了一下，有下面幾個：

1、壓花后的玻璃，玻璃表面存在很多缺陷，在長期的風化作用下，增透的效果很很快削弱

2、因為有凹，所以灰塵很容易進入，需要定期清理；

3、增加的透光率有限，因為它不可能凹下去很深，作用很有限。

二　光伏玻璃增透自潔鍍膜液簡介

? 太陽能光伏發電由于是零污染的清潔能源，目前已成為世界上最有發展潛力的行業，由于發電效率跟光伏玻璃成正比，各國的行業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，第二種是使用Canano自潔增透液，使光伏玻璃在增透的同時達到自潔的效果，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，但是由于現有的超白玻的可見光透光率已經在90%以上，提高的空間已經不大，利用光的干涉原理增加一層增透膜的做法最多也只能起到增透3%的效果，不能完全滿足行業需求。另外，由于光伏玻璃一般都是安裝在荒郊野外，灰塵風沙大，時間一長，玻璃表面極易變臟，有的光伏玻璃可見光透過率甚至只有最初的60%，大大影響了發電效率，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業的發展。作為世界納米材料的領導者，佳納爾開創了光伏玻璃的第二個研究方向，如何增強光伏玻璃的自潔防污效果，讓其成為自潔增透玻璃。

?? 經過多年的研究，Canano納米自潔涂料終于面世，太陽能光伏電池玻璃表面采用Canano納米自潔納米涂料后，能在光伏電池采光玻璃表面形成一層自潔增透防護層，此Canano自潔增透防護層在光線的照射下及雨水的沖刷下能保持其表面的潔凈度，最重要的是Canano納米自潔涂料與光伏玻璃結合后會提高玻璃的可見光透過率，一般超白玻璃表面受到污染后的玻璃光穿透率明顯大幅下降至只有約70%；但使用Canano納米自潔增透納米涂層的超白玻璃的光穿透率一般約95%左右，進而保持太陽能光伏電池的轉換效率，達到增透增益效果。

　　乾新（上海）電子科技代理的Canano光伏玻璃增透鍍膜液具有以下優點：

1.高透光率：納米級光學涂層技術能使超白玻璃的透光率增加2-3％，從而增加電池組件輸出功率；

2.防靜電防塵效果出色：Canano提供的納米自潔增透防靜電涂層，表面抵抗值１０８Ω ，防灰塵效果出色；3.自清潔功能非凡：無機氧化硅涂層能長期保持美觀,長期發揮自清潔作用；超親水特性無需人工清洗，利用雨水自洗，在下雨的情況下就能使污染物脫落；

4.急速超親水：涂布后15分鐘見效,與其他公司相比(3小時以上),本產品立即見效；

5.防止結露：大幅抑制光伏玻璃產生結露；

6.防刮劃硬度：鋼化后可以達到3H硬度防刮劃效果；

7.涂敷的涂層具有高化學穩定性，高熱穩定性，耐高溫急變,耐老化，耐酸堿侵蝕，幫助太陽能玻璃長期在戶外應用仍然保持穩定的增透防污性能；

8.耐用:可在惡劣環境中保持25年；

9.平整度好：波筋小于千分之二；

10.屏蔽紅外線透過，減少紅外線透過比，減少硅板溫度，提高使用壽命

三　光伏玻璃增透鍍膜自潔AR玻璃生產工藝

　　輥涂法生產AR鍍膜光伏玻璃的原理是：采用上海常祥實業代理的太陽能光伏玻璃AR抗反射增透鍍膜液，再通過輥筒涂膜機將AR鍍膜液均勻涂布到光伏玻璃表面，經表干、加熱固化后再進入鋼化爐得到AR鍍膜光伏玻璃。

　　因輥涂法與噴涂法鍍膜工藝相比，產品表面膜層的均勻度大幅度提高；相比提拉法鍍膜工藝，生產效率也得到了極大的提高；同樣，因輥涂工藝相對于磁控濺射工藝成本又相對比較低，國內大部分光伏玻璃生產廠家都介入或由別的研究路線中轉入到輥涂工藝制備AR鍍膜光伏玻璃的研究中，隨著研究的深入，輥涂法生產的AR鍍膜光伏玻璃已投入到市場中，并逐步得到客戶的認可。上海常祥根據公司代理的光伏玻璃增透鍍膜液的客戶經驗，將輥涂法生產AR鍍膜光伏玻璃生產線的設計、輥涂工藝原理、性能指標以及在線監測系統等多個方面進行介紹，供行業愛好者參考．

　　2 .AR鍍膜生產線的設計

　　根據AR鍍膜光伏玻璃的生產原理。根據各道工藝分析，設計思路如下：

　　2.1玻璃原片：AR鍍膜液的溶劑一般采用無水乙醇，為降低無水乙醇和光伏玻璃表面的接觸角，使鍍膜液更容易流平、鋪展，必須選用新鮮的光伏玻璃原片，制造日期保證在1個月內。

　　2.2盤刷清洗：采用一道盤刷清洗，清洗過程中必須注入氧化鈰或其它拋光液，必要時加入洗潔凈等堿性清洗劑對玻璃表面的油污進行清洗，洗潔凈：水≈1：104（重量比）。

　　2.3 輥刷清洗：采用三道輥刷清洗，清洗過程中須注入30℃～50℃的溫水，清洗機選用三道風刀；清洗用水采用去離子水，電阻率≥10MΩ。

　　2.4 預熱的目的：①使玻璃進入鍍膜段的具備一定的溫度，使AR鍍膜液表干速度加快，減少邊部收縮；②使玻璃的溫度恒定，穩定鍍膜工藝控制參數，便于控制。

　　2.5 AR鍍膜：

　　2。5。1溶膠-凝膠法制備鍍膜玻璃需對環境的溫度、濕度進行控制，鍍膜室的溫度控制在20℃±5℃，減少鍍膜液的揮發引起的濃度變化；濕度控制在50%±5%。

　　2.52鍍膜室潔凈度：10萬級。

　　2.6 表干：表干速度是影響鍍膜質量的一個重要工藝參數，表干速度太快導致膜層沒有流平的時間，而表干時間太長，導致進固化爐時出現邊部膜層收縮，所以要在表干時間和設備表干段的長度之間選擇一個合理的指標。表干時間一般在30秒～40秒為宜，根據設備的加工速度約為3米/分～5米/分，表干的長度一般設置在4米以上。鍍膜液的溶劑一般由乙醇和水組成，由于溶劑的成份決定了表干的時間，乙醇的含量越高，表干越快，水的含量高時，則表干慢。同時乙醇的含量又影響了鍍膜液的表面張力與成膜特性，所以表干時間主要決定于在鍍膜正常的情況下乙醇與水的比例，一般情況下乙醇與水的比例在7：3和9：1之間。

　　2.7 加熱固化：使AR膜層初步固化，具備一定的強度（粘結力和硬度），如果固化爐出口直接通過輥道連接鋼化爐，不需要人工轉移時，膜層的強度要求不高，固化溫度不需要太高，為150℃左右；而在固化爐出口需要落架轉序時，膜層必須具備相當的強度，便于人工轉移，這時溫度一般控制在200℃左右。

　　2.8 AR鍍膜生產線直接與鋼化爐使用輥道連接時，由于AR鍍膜生產線采用的是膠輥涂布，生產速度一般在3米/分～5米/分，按光伏玻璃的標準版面，日產能在4000㎡左右，光伏玻璃使用的普通鋼化爐產能選用日產能約為8000㎡左右的連續式鋼化爐，則每條鋼化爐需要配備AR鍍膜生產線2條。

　　3 AR鍍膜段的工作原理

　　AR鍍膜段采用輥筒涂布的方式進行，設備工作示意圖如圖2所示：

　　3.1 1號鋼輥的作用是與4號涂布膠輥形成凹槽，用于存放鍍膜液，同時對4號涂布膠輥不斷補充鍍膜液。

　　3.2 3號鋼輥的作用是與4號涂布膠輥之間形成均勻的間隙，以控制鍍膜液的用量，并使鍍膜液在4號膠輥表面均勻分布。

　　3.3 由于4號涂布膠輥的工作轉動方向與玻璃前進方向相反，導致玻璃在前進到膠輥與皮帶之間時容易造成膠輥被玻璃劃傷，因此2號膠輥旨在防止玻璃前進時造成劃傷。

　　結論

　　綜上所述，因輥涂法生產的AR鍍膜光伏玻璃，加工效率高、成本低，工藝實現簡便、易于掌握，鍍膜質量較高，隨著各方面對AR鍍膜工藝研究的深入，已逐步取代了提拉法、噴涂法、磁控濺射等工藝并占據了主導的地位。在未來，因可再生能源的廣泛使用、低碳發展理念的推廣和光伏行業的巨大發展潛力，AR鍍膜光伏玻璃將隨著工藝的成熟逐步取代傳統的普通光伏玻璃成為晶硅光伏組件的必選材料之一，而輥涂法在AR鍍膜光伏玻璃實現過程中的引入，對AR鍍膜光伏玻璃的推廣具有極大的推動作用。

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