太陽能用鍍膜鋼化玻璃生產(chǎn)中皮帶印記的分析及改進

太陽能用鍍膜鋼化玻璃生產(chǎn)中皮帶印記的分析及改進摘要：近些年，隨著綠色能源的需求，我國已經(jīng)形成了比較完備的太陽能光伏發(fā)電制造產(chǎn)業(yè)鏈，光伏電池年產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的40%以上，光伏發(fā)電蓬勃發(fā)展，在日新月異的發(fā)展中，對組件外表面的蓋板玻璃的要求也是越來越嚴格，因為表面的超白蓋板玻璃對組件發(fā)電功率的影響起著非常重要的作用，不能有污損、印記等，因此如何保持超白蓋板玻璃在生產(chǎn)、流轉(zhuǎn)過程中的高透光性、完整性、無污性、無損性、以及鋼化后膜層結(jié)構(gòu)更加密實、表面更加細膩光滑，提升膜層的耐臟耐污性能及耐候性能等，都具有探討和不能忽視的使用價值及巨大的經(jīng)濟效益。蓋板玻璃如果在生產(chǎn)制成品后留有不可擦除的痕跡即皮帶印記，蓋板玻璃即為失效狀態(tài)，這必將組件發(fā)電并進一步影響企業(yè)效益，如何管控好蓋板玻璃上不出現(xiàn)皮帶印記是我們必須解決的大事，在實際生產(chǎn)中，為了減少皮帶印記帶來的煩惱，主要從提高固化爐溫度、改善膜液中主要成分粒徑、膜液合成工藝微調(diào)、運轉(zhuǎn)中的流程改進等進行管控，取得了很好的成效。

關(guān)鍵詞：太陽能組件；蓋板玻璃；皮帶印記；固化爐溫度；二氧化硅；粒徑

近些年，隨著綠色能源的需求，我國已經(jīng)形成了比較完備的太陽能光伏發(fā)電制造產(chǎn)業(yè)鏈，光伏電池年產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的40%以上，光伏發(fā)電蓬勃發(fā)展，在日新月異的發(fā)展中，對太陽能組件外表面的蓋板玻璃的要求也是越來越嚴格，蓋板玻璃就是超白壓花玻璃，它與普通的壓花玻璃不同，是通過降低玻璃中的含鐵量，改變玻璃表面的比表面積，減少太陽光的反射，增加太陽光的透過率，對波長范圍380nm～1100nm的太陽光具有選擇性透過和吸收作用的壓花玻璃。蓋板玻璃如果在生產(chǎn)成制成品后留有不可擦除的痕跡即為皮帶印記，這必將降低透光率或改變蓋板溫度，最終導(dǎo)致發(fā)電功率衰減，蓋板玻璃即為失效狀態(tài)，即：產(chǎn)品無法作為合格品出廠，成為廢品，這必將帶來企業(yè)效益的損失；如何保持超白蓋板玻璃在生產(chǎn)、流轉(zhuǎn)過程中的高透光性、完整性、無污性、無損性、以及鋼化后膜層結(jié)構(gòu)更加密實、表面更加細膩光滑，提升膜層的耐臟耐污性能及耐候性能等，都具有探討和不能忽視的使用價值及巨大效益。所以如何管控好蓋板玻璃上不出現(xiàn)皮帶印記在實際的生產(chǎn)中是我們必須要管控的重大事情，在實際的生產(chǎn)操作過程中，針對皮帶印記這個麻煩及時進行原因分析并整改，沒有讓其成為影響生產(chǎn)效益的大煩惱。

一、問題概述

1、某廠雙玻玻璃因雙玻采取組件封邊工藝，層壓后膜層表面有膠帶殘留印跡，且不可擦除，結(jié)果為失效狀態(tài)。

2、組件膜層表面印痕，現(xiàn)場用酒精擦洗試驗，印跡難以擦除，另外反饋有傳送皮帶印痕

二、可能原因分析

問題分析：

1、膜層擦劃傷；2、橡膠類臟污殘留；3：鍍膜液層不牢固組件時擦劃傷

原因排查：

對鍍膜及鋼化生產(chǎn)工藝參數(shù)進行梳理；分析認為鍍膜層表面結(jié)構(gòu)不平整、有開孔的存在，膠帶與膜層表面接觸后有殘膠附著，經(jīng)高溫后殘膠在開孔內(nèi)殘留，導(dǎo)致無法清除。

三、技術(shù)研究

1、擦劃傷、橡膠類臟污殘留實驗

實驗材料：

使用材料有：靠輪材料（尼龍類）、硬質(zhì)塑料、傳送輥表面橡膠材料、輸送皮帶（+PU）、橡皮、儲片架撐桿；

不同膜層厚度表現(xiàn)：

實驗用玻璃膜層峰值a：峰值560nm左右

實驗用玻璃膜層峰值b:峰值700nm左右

不同溫度時膜層表面耐臟污表現(xiàn)：

常溫a：

加熱后b：

實驗過程描述：（條件）

實驗對象:鋼化四線鍍膜玻璃

做過膜層靜壓測試玻璃（1.8噸靜壓）

膜液型號：1-B60

膜層厚度：測試峰值：

560nm左右

做過膜層靜壓測試玻璃（1.8噸靜壓）

700nm左右

成品取樣

玻璃溫度：常溫(17℃左右)

45℃左右

實驗過程：

1、用上述材料分別做刮擦實驗（加壓，起到研磨效果），其中，橡皮循環(huán)摩擦20次；硬質(zhì)塑料和尼龍靠輪W型折現(xiàn)刮擦；輸送皮帶、撐桿和膠輥是將玻璃膜層貼實驗材料加壓來回推動3次；

2、玻璃加熱到實驗溫度后，重復(fù)實驗1步驟進行

3、玻璃常溫測試時：

無論是尼龍硬質(zhì)塑料還是橡膠擦劃出的印跡都可以用酒精輕易擦除，并且膜層無損傷。

實驗結(jié)果和結(jié)果分析

根據(jù)某組件廠反饋的人工線出現(xiàn)的問題現(xiàn)象，我們分析：

a：部分可能是由于工人向架子上放或取組件時，未注意到撐桿頭部鐵質(zhì)漏出而造成膜層擦劃傷；

b:關(guān)于在架子靜置放置出現(xiàn)的印跡，可能是由于撐桿表面橡膠有老化或者耐溫度性能較差而在膜層上殘留橡膠，這種應(yīng)該可以通過溶劑擦洗清理干凈。

(2)玻璃加熱測試時：

玻璃加熱到45-50℃，玻璃膜面向下放置儲片架上靜置30分鐘左右，出現(xiàn)如右側(cè)最下邊圖片所示白色印痕，但酒精也可以輕易擦除。

(3)測試發(fā)現(xiàn)的其它問題：

對比A60膜層測試耐臟污性能是發(fā)現(xiàn)B60膜層在手指印、油脂和硅膠印痕清理方面表現(xiàn)稍差些，相應(yīng)痕跡清理更加麻煩一點，我們也已經(jīng)著手進行優(yōu)化改進B60膜層表面性能。

后期改進計劃：

AR膜層的原子力掃描3D照片

發(fā)現(xiàn)的問題:

經(jīng)過我們研發(fā)人員討論分析，B60在某組件廠出現(xiàn)的問題可能與表面團簇分子集團過小，從而造成臟污殘留團簇間隙所致（由原子力顯微鏡3D圖分析），從圖片和實際生產(chǎn)中鋼化加熱過程中有小分子氧化硅溢出現(xiàn)象分析，B60表面過于細膩所致，膜液在合成過程中部分分子鏈較小。

解決方案和計劃:

1、膜液合成工藝微調(diào)：通過硅樹脂材料合成工藝的調(diào)整，減少小分子硅樹脂的形成，增大樹脂分子鏈，從而讓膜層表面團簇集團增大（更加粗糙）。

經(jīng)實驗樣品在線測試和小批量試產(chǎn)后續(xù)驗證效果良好，并達到可量產(chǎn)要求。

2、鍍膜液層不牢固，層壓后膜層表面容易產(chǎn)生擦劃傷和贓物，會有膠帶殘留印記（對光伏太陽能用玻璃鍍膜面增加耐贓物測試項目）

原因分析：

對鍍膜及鋼化生產(chǎn)工藝參數(shù)進行梳理，未發(fā)現(xiàn)異常；

分析認為鍍膜層表面結(jié)構(gòu)不平整、有開孔的存在，膠帶與膜層表面接觸后有殘膠附著，經(jīng)高溫后殘膠在開孔內(nèi)殘留，導(dǎo)致無法清除。

改善措施：

（1）提高固化爐溫度，固化溫度由原來的74-110℃，提升到現(xiàn)在的100-150℃，膜層經(jīng)過高溫固化后，表面結(jié)構(gòu)更加密實，結(jié)構(gòu)上趨于平整；

（2）鍍膜溶液配方配比保持不變，通過減小二氧化硅顆粒直徑，使得二氧化硅與溶液反應(yīng)更徹底，增加膜液比表面積，使膜層表面更加細膩平整，減少表面開孔的可能性。

改善措施效果驗證：

通過改善膜液中主要成分粒徑，使膜液顆粒變小、變細，提高固化溫度后，膜層表面更加平整、細膩，膜層表面開孔現(xiàn)象得到明顯的改善：

（1）耐候性能的穩(wěn)定

通過減小二氧化硅顆粒直徑，使得二氧化硅與溶液反應(yīng)更徹底，增加膜層比表面積，使膜層表面更加細膩平整，膜層耐候性能均會有小幅提升。

（2）膠帶殘留

采用某組件廠提供白色膠帶，模擬某組件檢驗方法進行試驗；

將試驗樣品放置在固化爐進行加溫，固化爐三段溫度設(shè)置為120℃、140℃，160℃，加溫10分鐘，出爐后玻璃表面68℃；

待玻璃冷卻撕掉膠帶，用酒精擦拭膠帶試驗區(qū)域，觀察膠帶殘留印跡

實驗結(jié)論：

（1）通過以上可靠性實驗數(shù)據(jù)可見，改善膜液二氧化硅粒徑及固化工藝后，玻璃膜層耐臟污性能有明顯改善，PCT48小時耐候性略有提升；

（2）綜合以上試驗結(jié)果，改善后產(chǎn)品品質(zhì)可滿足客戶要求，具備批量生產(chǎn)條件。

通過提高固化爐溫度、改善膜液中主要成分粒徑、膜液合成工藝微調(diào)、運轉(zhuǎn)中的流程改進等的調(diào)整的最終確認，都是在一次次的實驗、調(diào)整、再實驗、再調(diào)整的無數(shù)次摸索和驗證中得出的。為了讓客戶最終的認可，我們堅信：無攻不下的堡壘的信條，堅持到底，決不放棄，最終實現(xiàn)無皮帶印記玻璃的量產(chǎn)，滿足了太陽能組件發(fā)電要求，增強了營銷市場競爭力。探究無止境，市場需求是我們無盡的動力源泉，我們將加大研發(fā)投資力度，堅持到底，不懈努力，拓展更廣闊的市場份額！

參考文獻

[1]《太陽能壓延玻璃工藝學(xué)》化學(xué)工業(yè)出版社彭壽、楊京安編著

[2]GB/T34328-2017《輕質(zhì)物理