时间: 2024-03-25 23:50:45 | 作者: 高透光伏玻璃原片
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1.本发明涉及玻璃生产技术领域,尤其涉及一种双层镀膜光伏玻璃及其生产方法和生产产线。
2.太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能,利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件,当太阳光照在半导体p-n结(p-n junction)上,形成新的空穴-电子对(v-e pair),在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件,故又称太阳能电池或光伏电池,是太阳能电池阵电源系统的重要组件。
3.太阳能电池的表面需要玻璃盖板作为保护层,太阳光在玻璃盖板表面存在约9%的反射损失,造成太阳能电池转换效率低。
4.因此,有必要提供一种新的双层镀膜光伏玻璃及其生产方法和生产产线来解决上述技术问题。
5.本发明的最大的目的是提供一种双层镀膜光伏玻璃及其生产方法和生产产线,旨在解决玻璃盖板反射率高导致的太阳能电池转换效率低的问题。
6.为实现上述目的,本发明提出一种双层镀膜光伏玻璃的生产方法,所描述的方法包括:
7.提供玻璃基板,并对所述玻璃基板进行磨边和清洗;其中,所述玻璃基板为超白浮法玻璃;
9.当玻璃基板的温度预热至第一预设温度时,在所述玻璃基板的正面涂覆镀膜液形成底层减反膜,固化底层减反膜;
11.当玻璃基板温度冷却至小于或等于第二预设温度时,在底层减反膜背离玻璃基板的表面涂覆镀膜液形成表层减反膜,固化表层减反膜;
13.表层减反膜与底层减反膜之间形成致密层,且表层减反膜的折射率大于底层减反射膜的折射率。
14.在一实施例中,所述底层减反膜的厚度为80nm~90nm,所述表层减反膜的厚度为110nm~130nm,所述底层减反膜和所述表层减反膜的厚度之和为200nm~220nm。
15.在一实施例中,所述当玻璃基板的温度预热至第一预设温度时,在所述玻璃基板的正面涂覆第一镀膜液形成底层减反膜,固化底层减反膜的步骤包括:
16.当玻璃基板的温度预热至25℃~30℃时,采用辊涂镀膜机将第一镀膜液镀在玻璃基板的一侧,所述辊涂镀膜机的镀膜胶辊的转速为10m~10.5m,辊涂镀膜机内的温度为22
18.在一实施例中,所述当玻璃基板温度冷却至小于或等于第二预设温度时,在底层减反膜背离玻璃基板的表面涂覆第二镀膜液形成表层减反膜,固化表层减反膜的步骤包括:
19.当玻璃基板温度冷却至小于或等于40℃时,采用辊涂镀膜机将第二镀膜液镀在底层减反膜背离玻璃基板的表面,所述辊涂镀膜机的镀膜胶辊的转速为11m~11.5m,所述辊涂镀膜机内的温度为22℃~25℃,湿度为40%~60%;
21.在一实施例中,所述当玻璃基板的温度预热至第一预设温度时,在所述玻璃基板的正面涂覆第一镀膜液形成底层减反膜,固化底层减反膜的步骤之前还包括:
23.将加热后的核壳粒子分散体分散于乙醇中,得到混合液,并在混合液内加入sio2溶胶;
27.降温至68℃~70℃,加入非离子型亲水单体并保持温度为68℃~70℃并反应1h以上;
28.降温至58℃~60℃,加入阳离子型亲水单体并保持温度为58℃~60℃并反应2h以上;
29.降温至45℃~50℃,加入柠檬酸与环氧树脂进行中和,中和完成后将环氧树脂倒入冷凝水中,获得到环氧树脂乳液;
32.在一实施例中,所述当玻璃基板的温度预热至第一预设温度时,在所述玻璃基板的正面涂覆镀膜液形成底层减反膜,固化底层减反膜的步骤中,镀膜液的固含量为2.7wt%~3.3wt%;
33.所述当玻璃基板温度冷却至小于或等于第二预设温度时,在底层减反膜背离玻璃基板的表面涂覆镀膜液形成表层减反膜,固化表层减反膜的步骤中,镀膜液的固含量为2.9wt%~3.5wt%。
35.另外,本发明还提供了一种双层镀膜光伏玻璃,所述双层镀膜光伏玻璃采用如上所述的双层镀膜光伏玻璃的生产方法制作而成,所述双层镀膜光伏玻璃包括玻璃基板以及依次涂附于所述玻璃基板正面的底层减反膜和表层减反膜。
36.另外,本发明还提供了一种双层镀膜光伏玻璃的生产产线,其特征是,所述双层镀膜光伏玻璃的生产产线用于实现如上所述的双层镀膜光伏玻璃的生产方法。
37.本发明技术方案中,通过在玻璃基板的正面叠附底层减反膜和表层减反膜,通过底层减反射膜和表层减反射膜共同作用,由于表层减反膜与底层减反膜之间形成致密层,
常规使用中不易被腐蚀或磨损,来提升耐用性,还可以在常规使用的寿命内,有效保持其光学性能。并且表层减反膜的折射率大于底层减反射膜的折射率,底层减反膜反射的管线能够再次被反射向玻璃基板,来提升表层减反膜与底层减反膜共同作用时的透光率。其中表层减反膜与底层减反膜共同作用使折射率趋于接近1.23,大于空气折射率而小于玻璃折射率,降低太阳光的反射率和提高红外线波段光线的透过率,从而获得更高的太阳光透过率。并且形成的底层减反膜和表层减反膜具备优秀能力的耐候性和抗沾污性。由此,双层镀膜光伏玻璃应用于太阳能电池时,能大大的提升对光的利用率,提高发电效率。
38.为了更清楚地说明本发明实施例或现存技术中的技术方案,下面将对实施例或现存技术描述中所需要用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还能够准确的通过这些附图示出的结构获得其他的附图。
40.图2为本发明双层镀膜光伏玻璃的生产产线为本发明一实施例中镀膜段和后处理段的对接示意图。
43.1、上片机;2、磨边机;3、清洗机;4、预热炉;5、第一镀膜机;6、第一固化炉;7、第二镀膜机;8、第二固化炉;9、钢化炉;11、储片机;12、过渡辊道;13、立交辊道;100、预处理段;200、镀膜段;300、后处理段。
44.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
45.应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
46.另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员可以在一定程度上完成为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或没办法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
48.步骤s10:提供玻璃基板,并对所述玻璃基板进行磨边和清洗;其中,所述玻璃基板为超白浮法玻璃;
49.超白浮法玻璃是一种超透明低铁玻璃,透过率在91%以上,拥有非常良好的光学性能,适用于太阳能电池板的基材。玻璃基板的厚度为1.6mm~4.0mm,在太阳能电池中,玻璃基板能起到密封内部光伏组件的作用,并起到抗冲击能力。在来加工之前对玻璃基板进行磨边,使玻璃边部磨削成圆弧边,四个角成45度倒角。
50.清洗包括磨边后清洗和镀膜前清洗,磨边后清洗主要清洗玻璃基板表面和边角可见杂物和水渍,使用工业用水即可。镀膜前清洗玻璃基板需达到表面干净、无静电的要求,需要用纯水清洗。
52.预热炉使清洗后的玻璃基板表面干燥,温度保持在常温状态,为镀膜工艺做准备。
预热炉入口和出口做400mm长接片辊道,进/出口接片段加装防尘罩,确保玻璃基本行进稳定,不被外界尘埃污染。
53.步骤s3:当玻璃基板的温度预热至第一预设温度时,在所述玻璃基板的正面涂覆镀膜液形成底层减反膜,固化底层减反膜;
54.具体地,在一实施例中,当玻璃基板的温度预热至25℃~30℃时,采用辊涂镀膜机将第一镀膜液镀在玻璃基板的一侧,所述辊涂镀膜机的镀膜胶辊的转速为10m~10.5m,辊涂镀膜机内的温度为22℃~25℃,湿度为40%-60%;
55.底层减反射膜和表层减反射膜均采用辊涂式镀膜技术,清洗和干燥后的玻璃基板经过镀膜机皮带,镀膜机皮带上方带有镀膜液的胶辊反向转动,将镀膜液均匀的涂到玻璃上表面实现玻璃的单面镀膜。通过调整胶辊转速或镀膜液浓度来调节膜层厚度,使玻璃达到不一样的透光率参数要求。辊涂式镀膜具有自动化程度高、膜层厚度好控制、镀膜液质量可控性好、涂覆膜层均匀、且生产效率高等优点。
58.冷却机大多数都用在固化后的降温,当玻璃基板出固化炉温度为70℃时,经过冷却机冷却后玻璃表面温度降到≤40℃,为二次镀膜工艺做准备。冷却机用风孔风刀方式,风机放入箱体内,风经过初、中效过滤,玻璃部分加装防尘罩,热气从两侧及下部排放。
59.步骤s50:当玻璃基板温度冷却至小于或等于第二预设温度时,在底层减反膜背离玻璃基板的表面涂覆镀膜液形成表层减反膜,固化表层减反膜;
60.具体地,在一实施例中,当玻璃基板温度冷却至小于或等于40℃时,采用辊涂镀膜机将第二镀膜液镀在底层减反膜背离玻璃基板的表面,所述辊涂镀膜机的镀膜胶辊的转速为11m~11.5m,所述辊涂镀膜机内的温度为22℃~25℃,湿度为40%~60%;
62.固化炉温度可在常温至300℃之间任意设定。用于镀膜后的烘干,使膜层与玻璃基板结合牢固。
64.钢化炉选用加热炉长度为60m的连续式钢化炉,对玻璃基板材料来钢化处理。由此提高玻璃钢化速度快,降低能耗,保证钢化性能。
65.本发明提供一种双层镀膜光伏玻璃的生产方法的有益效果在于,通过在玻璃基板的正面叠附底层减反膜和表层减反膜,通过底层减反射膜和表层减反射膜共同作用,由于表层减反膜与底层减反膜之间形成致密层,常规使用中不易被腐蚀或磨损,来提升耐用性,还可以在常规使用的寿命内,有效保持其光学性能。并且表层减反膜的折射率大于底层减反射膜的折射率,底层减反膜反射的管线能够再次被反射向玻璃基板,来提升表层减反膜与底层减反膜共同作用时的透光率。其中表层减反膜与底层减反膜共同作用使折射率趋于接近1.23,大于空气折射率而小于玻璃折射率,降低太阳光的反射率和提高红外线波段光线的透过率,从而获得更高的太阳光透过率。并且双层膜的透光率、光谱响应性与抗湿冻性能均优于单层膜。
66.在一实施例中,所述底层减反膜的厚度为80nm~90nm,所述表层减反膜的厚度为110nm~130nm,所述底层减反膜和所述表层减反膜的厚度之和为200nm~220nm。通过调整
底层膜和表层膜的厚度能更加进一步降低太阳光的反射率和提高红外线波段光线的透过率,从而获得比单层镀膜玻璃更高的太阳光透过率。
67.实际生产的全部过程中,镀膜液只含有微量的水分,镀膜液水分含量增高到特殊的比例会影响到镀膜膜层质量,在生产的全部过程中必须要注意减少水分的影响,要控制以下几点:
70.c、工艺控制:镀膜房间相对湿度控制30%-60%,最佳控制区间:30-45%;镀膜前玻璃温比镀膜房间温度高5-10℃,避免玻璃镀膜前冷凝现象;
71.d、空机液体循环:在不镀膜加工玻璃时,液体在循环过程中溶剂挥发会同时带走涂布辊、定量辊、消纹辊热量,造成辊的温度降低,辊从空气中吸收热量过程中也会出现冷凝现象,因此导致循环液水分含量提高,若遇到生产停顿0.5h-2h时间段,再次生产时建议用新的膜液更换循环液,换下的循环液能够适用于补充液使用,超过2h的,建议清洗好机器停机等待再次生产
72.e、预热炉使清洗后的玻璃基板温度保持在常温状态,为镀膜工艺做准备。预热炉入口和出口做400mm长接片辊道,进/出口接片段加装防尘罩,确保玻璃基本行进稳定,不被外界尘埃污染。
73.在一实施例中,所述当玻璃基板的温度预热至第一预设温度时,在所述玻璃基板的正面涂覆第一镀膜液形成底层减反膜,固化底层减反膜的步骤之前还包括:
75.将加热后的核壳粒子分散体分散于乙醇中,得到混合液,并在混合液内加入sio2溶胶;
77.在装有搅拌器、温度计和真空抽头的三口圆底烧瓶中加入一定量核壳粒子分散体,升温至100℃,抽走大部分水分后分散于乙醇中,加入一定量的sio2溶胶后用浓硝酸调节至ph=2,得到固含量为预设值的镀膜液。
78.本实施例中,采用核壳粒子分散体为原料,使空心sio2紧密粘结在一起,产生的图层表面比较光滑,即以上述镀膜液在玻璃基板上镀设的底层减反膜和表层减反膜表面十分光滑,破孔少,接近封闭式表面,具备优秀能力的耐候性和抗沾污性。
81.将环氧树脂加热至80℃~90℃使环氧树脂完全溶解,通过温度计对环氧树脂的温度做测量,通过搅拌器使环氧树脂各处的温度趋于均匀。
82.降温至68℃~70℃,加入非离子型亲水单体并保持温度为68℃~70℃并反应1h以上;
83.具体地降温至70℃,开始加入用量为3%的聚醚胺,之后保持温度为68℃~70℃反应1小时之后,保证充分反应,具体时长能够准确的通过用量进行确定。
84.降温至58℃~60℃,加入阳离子型亲水单体并保持温度为58℃~60℃并反应2h以上;
85.在降温至60℃时,开始逐滴加入二乙胺,其中二乙胺通过异丙醇稀释,滴加完成后
在60℃环境下反应2小时之后,并且在滴入二乙胺也需保证温度在58℃~60℃之间。通过改变阳离子型亲水单体的用量能够获得不同粒径的环氧树脂乳液。
86.降温至45~50℃,加入柠檬酸与环氧树脂进行中和,中和完成后将环氧树脂倒入冷凝水中,获得到环氧树脂乳液;
89.具体地,将tmos逐滴加入到混合物中,在室温下搅拌,最后加入浓硝酸调节体系酸度至ph=2.5,形成固含量为4%的核壳粒子分散体。ph值影响,形成的核壳粒子分散体的粒径,平均粒径会随ph值的增大而增大,在酸性范围内,tmos水解产物的缩合反应速度会随ph的增大而加快,ph值过大时会产生大粒子,不利于粒径分布较窄的核壳粒子分散体的产生。ph值在2.5~4范围内,适合sio2的分布,更有助于粒径分布均匀的核壳粒子分散体的生成。
90.通过改变反应时间、反应ph及tmos用量可以制得不同粒径的核壳粒子分散体。
91.基于上述实施例,所述当玻璃基板的温度预热至第一预设温度时,在所述玻璃基板的正面涂覆镀膜液形成底层减反膜,固化底层减反膜的步骤中,镀膜液的固含量为2.7wt%~3.3wt%;
92.所述当玻璃基板温度冷却至小于或等于第二预设温度时,在底层减反膜背离玻璃基板的表面涂覆镀膜液形成表层减反膜,固化表层减反膜的步骤中,镀膜液的固含量为2.9wt%~3.5wt%。
93.即用于镀设底层减反膜的镀膜液和用于镀设表层减反射膜的镀膜液的固含量不同在优选的实施例中,即用于镀设底层减反膜的镀膜液和用于镀设表层减反射膜的镀膜液的核壳粒子分散体的粒径大小也不一致。由此获得使底层减反射膜和表层减反射膜的折射率不一致,通过底层减反射膜和表层减反射膜共同作用,使折射率趋于接近1.23,大于空气折射率而小于玻璃折射率,降低太阳光的反射率和提高红外线波段光线的透过率,从而获得更高的太阳光透过率。
94.另外,本发明还提供了一种双层镀膜光伏玻璃,所述双层镀膜光伏玻璃采用如上所述的双层镀膜光伏玻璃的生产方法制作而成,所述双层镀膜光伏玻璃包括玻璃基板以及依次涂附于所述玻璃基板正面的底层减反膜和表层减反膜。在玻璃基板的正面叠附底层反射膜和表层反射膜,双层膜的透光率、光谱响应性与抗湿冻性能均优于单层膜。由此,双层镀膜光伏玻璃应用于太阳能电池时,能大大的提升对光的利用率,提高发电效率。
95.另外,本发明还提供了一种双层镀膜光伏玻璃的生产产线,其特征是,所述双层镀膜光伏玻璃的生产产线用于实现如上所述的双层镀膜光伏玻璃的生产方法。
99.预热炉4,所述预热炉4用于烘干玻璃基板表面水分并维持玻璃基板的温度为第一预设温度;
100.第一镀膜机5,所述第一镀膜机5用于向玻璃基板一侧表面涂附第一镀膜液形成底层减反膜;
102.第二镀膜机7,所述第二镀膜机7用于向底层减反膜表面涂附第二镀膜液形成表层减反膜;
104.钢化炉9,用于对镀设有底层减反膜和表层减反反膜的玻璃基板进行钢化处理。
105.因加工对象为1.6-4.0mm玻璃基板材料,上片机1采用智能机器人抓取上片,然后输送线通过动力辊道将靠边定位完成后的高透基板材料传送到磨边等接下来的加工设施工位。由此提高操作速度慢,降低破损率。
106.清洗机3包括磨边后清洗机3和镀膜前清洗机3,磨边后清洗主要清洗玻璃基板表面和边角可见杂物和水渍,使用工业用水即可。镀膜前清洗玻璃基板需达到表面干净、无静电的要求,需要用纯水清洗。
107.磨边后清洗机3至镀膜前清洗机3间依次为变速辊道、落版辊道、储片机11、检测辊道(带顶升及边辊)及定位辊道(带变速功能)。变速辊道与磨边后清洗机3实现动态速度匹配,可有很大成效避免两者速度不一致而产生的玻璃走斜、斜行撞片等问题。落版辊道底部带碎玻璃斗,磨边产生的不良品可在此处落下,实现集中处理,降低人员劳动强度。储片机11可应对后段设备故障时为磨边机2储备产能,维护磨边机2运行的连续性。检测辊道(带顶升及边辊)在不影响生产产能的情况下对磨边后的玻璃进行质量检验,当需要检测玻璃质量、人工插片或者下片时顶升装置将玻璃升起,连续生产的玻璃从顶升装置下方通过,可实现边检测边生产、人工插片和下片。定位辊道(带变速功能)动态匹配镀膜前清洗机3速度,在进入镀膜前清洗机3进行玻璃位置校正,可防止玻璃斜行进入镀膜前清洗机3,避免玻璃在清洗机3内撞片。
108.在第一镀膜机5和第二镀膜机7前设定位辊道,确保板面稳定,可间接保证膜面质量;镀膜机后设过渡辊道12(带双边辊),过渡辊道12可用作镀膜流平,双边辊亦便于下架不良品。
109.第二固化炉8至钢化炉9间依次为变速辊道(双动力)、储片机11、过渡辊道12、立交辊道13、过渡辊道12(带顶升及边辊)、检测辊道(带顶升及边辊)、定位辊道、变速辊道。变速辊道态匹配钢化炉9速度,双动力可实现排列玻璃间距。储片机11可储备前端工序产能,缓冲前端设备故障或其它原导致的玻璃不连续问题,直接保证钢化炉9生产产能。过渡辊道12、立交辊道13、定位辊道以及变速辊道均具备玻璃间距排列功能,实现进入钢化炉9的玻璃间距一致。
110.当钢化炉9故障时,在此过渡辊道12处可下架前端生产玻璃,待钢化炉9恢复运行后,可在此处将下架的玻璃恢复上线。检测辊道(带顶升及边辊)在不影响生产产能的情况下对前段的玻璃进行质量检验,当需要检测玻璃质量、人工插片或者下片时顶升装置将玻璃升起,连续生产的玻璃从顶升装置下方通过,可实现边检测边生产、人工插片和下片。
111.钢化炉9至下片清洗机3间依次为变速辊道、落版辊道、过渡辊道12、立交辊道13、定位辊道、储片机11、变速辊道(带双边辊)。变速辊道、过渡辊道12及定位辊道均具备玻璃间距排列功能,实现出钢化炉9后的玻璃间距一致。落版辊道底部带碎玻璃斗,钢化产生的不良品可在此处落下,实现集中处理,降低人员劳动强度。储片机11可应对后段设备故障时为钢化炉9储备产能,保证钢化炉9运行的连续性。变速辊道(带双边辊)动态匹配下片机前清洗机3速度,当清洗机3故障或需反洗玻璃时,可在此处实现人工上下片。
112.下片清洗机3至下片末端为在线检测仪、配置变速辊道、过渡辊道12、立交辊道13、储片机11、过渡辊道12(带顶升及边辊)。在线检测仪可实时连续检测产品质量缺陷,检测出的不合格品输送至废片工位。变速辊道(双动力)动态匹配在线均具备加速分离玻璃间距功能,实现玻璃快速到达相应下片工位。当下片机故障时,储片机11可缓冲钢化产能,亦可在末端过渡辊道12处人工下架玻璃,保证连续生产。
113.在优选的实施例中,上片机1至清洗机3为预处理段100,预热炉4至第二固化炉8为镀膜段200,钢化炉9至下片机为后处理段300,本实施例中,预处理段100和镀膜端均为三条且一一对应连接,三个镀膜段200中的第二固化炉8后端均对接储片机11,三个镀膜段200中的储片机11通过立交辊道13和过渡辊道12与同一后处理段300对接,即本实施例中通过三合一的工艺布局,匹配生产的基本工艺设备性能参数,通过对工艺排列组合,使得工艺流程简洁,操作安全,达到镀膜生产线.需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
116.通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。
117.以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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