高反射玻璃釉料的概述

前言

隨著光伏行業(yè)的發(fā)展，白色釉料在近兩年來(lái)逐漸應(yīng)用在光伏背板玻璃上，并具有一定的功能性，其對(duì)可見(jiàn)光具有較高的反射率，從而提高電池組件發(fā)電功率。

太陽(yáng)能電池是一種具有光電轉(zhuǎn)換特性的半導(dǎo)體器件，它直接將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成直流電，是光伏發(fā)電的最基本單元。太陽(yáng)能電池組件（也叫太陽(yáng)能電池板）是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分，其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。作為光伏組件背面的“防護(hù)墻”，背板是光伏組件的重要組成部分，不僅能起到封裝的作用，同時(shí)還要保證光伏組件內(nèi)部電池不受到環(huán)境的影響，確保光伏組件25年的使用壽命。傳統(tǒng)晶體硅太陽(yáng)能組件的背板有一定的透水率，透過(guò)背板的水汽會(huì)使EVA樹(shù)脂很快分解析出醋酸，從而導(dǎo)致組件內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)腐蝕，進(jìn)而增加了出現(xiàn)PID衰減和蝸牛紋發(fā)生的概率。

為解決這一問(wèn)題，近年來(lái)一些光伏玻璃企業(yè)開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)雙玻光伏組件，即由兩片玻璃（前板玻璃、背板玻璃）和太陽(yáng)能電池片組成復(fù)合層，電池片之間由導(dǎo)線串、并聯(lián)匯集到引線端所形成的光伏電池組件，其發(fā)展應(yīng)用迅速，特別適用于氣候環(huán)境比較苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合，尤其是海邊、水邊和較高濕度地區(qū)的光伏電站。為有效提升組件效率，現(xiàn)有技術(shù)除使用白色的封裝材料（如EVA和POE）之外，還采取在背板玻璃上涂覆高反射釉料的措施，這樣電池組件的效率可以提高3%～6%，進(jìn)而可大大降低發(fā)生PID衰減的可能性。

高反射釉料的簡(jiǎn)介1

什么叫高反射釉料

高反射釉料是指對(duì)可見(jiàn)光具有高反射率的一種玻璃釉料，主要有玻璃粉、鈦白粉、填料、調(diào)墨油組成。將幾種物料通過(guò)一定的攪拌、研磨、均化而成的產(chǎn)品，在行業(yè)中也稱玻璃油墨，制備成品的高反射釉料。

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高反射釉料的應(yīng)用

高反射釉料通過(guò)絲網(wǎng)印刷在光伏玻璃上，然后通過(guò)固化爐（180~220℃）將調(diào)墨油中有機(jī)溶劑揮發(fā)，再通過(guò)鋼化爐（680~720℃，90~140s）鋼化，牢牢的附著在玻璃表面上。

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提高發(fā)電功率的原理

大部分入射光線從前板和背板玻璃照射到電池片上，一小部分從電池片的夾縫中投射到背板玻璃上，如背板玻璃無(wú)任何涂層，則光線直接穿透背板玻璃，造成光線的流失。在背板玻璃上涂覆一層高反射白色釉料涂層，則會(huì)將從前板穿透的部分光線重新反射到電池片上，從而充分利用光能，電池組件的效率可以提高3%～6%。

高反射釉料的主要性能指標(biāo)1

反射率

物體反射的輻射能量占總輻射能量的百分比，稱為反射率。不同物體的反射率也是不同，這主要取決于物體本身的性質(zhì)(表面狀況)，以及入射電磁波的波長(zhǎng)和入射角度。光伏玻璃所針對(duì)的是可見(jiàn)光的反射率，其波長(zhǎng)范圍在380~780nm。光反射有2種類(lèi)型，一種為鏡面反射，另一種為漫反射。光伏玻璃行業(yè)所采用的是包含鏡面反射的SCI數(shù)據(jù)，和不包含鏡面反射的SCE數(shù)據(jù)。

影響反射率的因素較多，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）功能增白粉的種類(lèi)。不同的白色劑，其折射率不同，導(dǎo)致白度有高低。折射率越高，白度越高，反射率越高。

（2）功能增白粉的含量。其含量越高，反射率越高。其中取決于玻璃熔劑的熔融溫度，玻璃熔劑熔融溫度越低，顏料中加入的功能增白粉越多，反射率越高；玻璃熔劑熔融溫度越高，則反之。

（3）釉料中固含量。調(diào)墨油所占釉料中比例越少，則無(wú)機(jī)粉料比例越高，反射率越高。

（4）釉料在印刷過(guò)程中膜層越厚，反射率越高；膜層越薄，反射率越低。一般濕膜層厚度在15~30μm，通常取決于絲印的工藝參數(shù)，包括釉料的粘稠度、印刷速度、刮刀硬度與壓力和網(wǎng)間距等。

（5）鋼化溫度和時(shí)間。通常鋼化溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，反射率越低；鋼化溫度過(guò)低或時(shí)間過(guò)短，反射率越低。這主要是鋼化溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，其膜層燒結(jié)的較透，相應(yīng)光線透過(guò)的較多，導(dǎo)致反射率降低。

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附著力

高反射釉料通過(guò)印刷、鋼化處理后粘附在玻璃上，兩者接觸部分的相互吸引力叫附著力。通常使用百格刀測(cè)試其等級(jí)程度，壓著刀頭劃過(guò)測(cè)試樣品，刀頭刮起表面膜層（至底材），再做90°角交叉切割，形成十字形的交叉方格狀；再用專(zhuān)用膠帶粘貼在劃痕處，以穩(wěn)定的速度（0.5~1.0s）撕掉，觀察其脫落情況。光伏行業(yè)內(nèi)要求鋼化后釉料附著力從之前的2級(jí)逐步提高到0~1級(jí)，主要是由于玻璃在運(yùn)輸過(guò)程中，相互摩擦引起釉料膜層的脫落，以及光伏組件安裝過(guò)程中以免引起的脫落。

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鉛筆硬度

高反射釉料的附著力性能和鉛筆硬度比較相似，通常其附著力越好，鉛筆硬度越好，反之則差。按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，鉛筆筆芯的硬度分為13級(jí)。從最硬的6H逐級(jí)遞減經(jīng)5H、4H、3H、2H、H，再經(jīng)軟硬適中的HB，然后從B、2B到最軟的6B。光伏行業(yè)中要求釉料膜層硬度在3H及以上。

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抗沖擊性能

高反射釉料涂敷在背板玻璃上，通過(guò)鋼化后，測(cè)試其抗沖擊性能?？箾_擊強(qiáng)度主要是超白玻璃與釉料的膨脹系數(shù)的差值有關(guān)，兩者相差越近，其產(chǎn)生的應(yīng)力越小，抗沖擊強(qiáng)度越好；兩者相差越大，產(chǎn)生的應(yīng)力越大，故而施加較小的外力，就會(huì)導(dǎo)致鍍釉玻璃破碎，抗沖擊強(qiáng)度就差。由于光伏玻璃鋼化是物理鋼化，通過(guò)一定的風(fēng)壓急冷玻璃，從而達(dá)到增強(qiáng)玻璃的強(qiáng)度，所以鋼化工藝對(duì)玻璃抗沖擊性能影響較大。

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耐紫外性能

將試樣經(jīng)受波長(zhǎng)在280~385nm范圍的紫外輻射為60k·Wh·m-2，觀察釉料膜層是否發(fā)生變化，以及反射率衰減率。釉料的耐紫外性能主要和玻璃熔劑體系以及功能增白粉中鈦白粉耐候性有關(guān)，氯化法金紅石耐候較好，而硫酸法金紅石耐候性較差。

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PID性能

電位誘發(fā)衰減PID（PotentialInducedDegrandation）現(xiàn)象是指在高溫高濕的情況下，高電壓流經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能電池單元便會(huì)導(dǎo)致輸出功率下降的現(xiàn)象。影響電池組件PID衰減主要是釉料的電導(dǎo)率，其電導(dǎo)率越低，組件PID衰減越??；電導(dǎo)率越大，則反之。

應(yīng)用中常見(jiàn)的問(wèn)題1

主要印刷問(wèn)題

印刷前必須通過(guò)清洗機(jī)將玻璃印刷面清洗干凈，特別是壓花玻璃印刷面，因?yàn)閴夯úＡв∷⒚嫒菀纂[藏灰塵雜質(zhì)。釉料的稀釋比例必須進(jìn)行稱量并記錄，保證批次之間的稀釋比例一致;另外稀釋劑的添加量隨季節(jié)變化，溫度變化需要適當(dāng)調(diào)整至合適的稀釋比例，保證優(yōu)良的印刷性能。印刷過(guò)程中，需要保證一定的濕膜厚度，濕膜厚度需要控制在18um-20um，如果濕膜厚度太小會(huì)影響反射率數(shù)值，反射率數(shù)值會(huì)偏低，如果濕膜厚度太大可能會(huì)影響附著力性能，附著力會(huì)略差。釉料的揮發(fā)性和粘度也會(huì)印刷印刷效果，釉料盡量降低粘性，揮發(fā)慢一點(diǎn)可以使印刷下膜厚度均勻，減少溢墨和針孔問(wèn)題。

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鋼化產(chǎn)品性能

鋼化參數(shù)也會(huì)影響產(chǎn)品的性能，主要參數(shù)有鋼化溫度和時(shí)間，玻璃間距，鋼化風(fēng)壓大小和玻璃出爐溫度等，鋼化參數(shù)會(huì)影響玻璃釉料的反射率，附著力和玻璃的強(qiáng)度。一般情況鋼化溫度遠(yuǎn)高于玻璃釉料的軟化溫度，玻璃的反射率降低，玻璃的強(qiáng)度相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)差一定。在不能調(diào)整鋼化爐的情況下，可以通過(guò)選擇軟化點(diǎn)低一點(diǎn)的玻璃粉，然后通過(guò)調(diào)整鈦白粉的含量來(lái)控制反射率和附著力。

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鉛筆硬度

玻璃強(qiáng)度問(wèn)題，釉料對(duì)玻璃強(qiáng)度的影響主要是由于