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解决方案 | 如何控制光伏玻璃釉料的反射率与附着力

发布：广州贝拓科学技术有限公司

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引言

新能源开发目前是世界各国的重要发展战略，其中，太阳能是一种绿色能源，人们都在想尽一切办法地去利用太阳能。我国也出台一系列政策试图发展太阳能产业，目前国内的太阳能光伏产业也进入了高速发展的阶段，部分企业为了能更充分利用太阳能，已经将光伏玻璃组件由单玻组件升级至双玻组件，并在电池玻璃背部涂覆了一层白色釉料，这种釉料具有与玻璃结合性好，化学稳定性高，白度高并且反射率高等特点。当光线进入双玻组件时，使其尽可能的反射到电池板上，提高发电效能。

光伏玻璃釉料的反射率会直接影响到光伏组件的发电功率，其反射率越高，发电功率越大。光伏玻璃在搬运的过程中，难免会有磕碰和摩擦，并且光伏组件在安装时，有多种材料依次组装，这就要求釉料在光伏玻璃上烧结时要具有一定的附着力，以免划伤或者剥落。一般情况下，烧结后的釉层反射率越高，附着力越差，反射率较低，则附着力性能较好。这就要求两者需要达到一定的平衡，既要有高的反射率，也需要具备一定的附着力。

实验准备

实验使用的熔剂原料有碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、氧化锌、硼酸、石英以及氢氧化铝等，使用的色剂原料是金红石型钛白粉，连接料使用的则是水性调墨油。熔剂制备过程如下图所示：

图1 熔剂制备过程

釉料的制备过程如下图所示：

图2 釉料制备过程

丝印：将研磨好的釉料添加适量的稀释剂，通过网版印刷到玻璃上，然后在150℃下，进行3到5分钟的烘干，并放到一边待用。

烧结：将印有白色釉料的玻璃直接放入马弗炉中烧结，保温120s左右，立即将玻璃样品拿出来，冷却后测试性能。

实验过程

1、溶剂配方组成对反射率和附着力的影响

该实验用等质量的B2O3取代SiO2，X系列配方氧化物组成如下表所示，其他不变的工艺参数如表2。

表1 X系列配方氧化物组成（%）

氧化物	Na2O	K2O	CaO	ZnO	B2O3	SiO2	Al2O3
X1	14	3.5	6	15	22	38	1.5
X2	14	3.5	6	15	23.5	36.5	1.5
X3	14	3.5	6	15	25	35	1.5
X4	14	3.5	6	15	26.5	33.5	1.5
X5	14	3.5	6	15	28	32	1.5

表2 工艺参数

熔剂细度D90：（um）	8
釉料各物质比例（%）	熔剂：色剂：调墨油=44:35:21
印刷目数（目）	150
湿膜厚度（um）	21
烧结温度（℃）	710
烧结时间（s）	120

由X1、X2、X3、X4和X5熔剂制备的釉料样品分别对应的是A1、A2、A3、A4、A5。

2、烧结温度对釉层反射率和附着力的影响

取A3样品在不同温度下烧结（690℃、700℃、710℃、720℃、730℃），其他工艺不变，得到B1、B2、B3、B4和B5。

3、丝印厚度对釉层的反射率和附着力影响

取A3样品使用不同网目的网版印刷，其厚度控制在15微米、18微米、21微米、24微米、27微米，其他工艺不变，得到C1、C2、C3、C4和C5样品。

实验结果

A系列样品的反射率和附着力如下图所示。从途中可以得到熔剂中的B2O3含量增加，A系列的样品附着力逐渐提高，但是反射率也逐渐降低。这是因为B2O3的熔融温度较低，在该配方体系中主要起助熔作用，降低釉料的熔融温度。A1和A2样品中SiO2的含量比较高，B2O3的含量比较低，所以它们的熔融温度较高，烧结程度较低，所以附着力较差；因为釉层的烧结程度较差，内部结构相对松散，所以测试反射率时，光纤在釉层中漫反射和散射的程度较大，光线不易透过，所以反射率较大。当SiO2含量降低，B2O3的含量提高，如样品A3和A4，熔融的温度降低时，釉层烧结程度较好，附着力也得到了提高，反射率也在78%以上。随着B2O3含量继续增加，反射率下降较明显，主要由于釉层烧结较透，有部分光线穿透釉层，导致釉层反射率较低。

图3 A系列样品的反射率和附着力

B系列的样品反射率和附着力如下图所示。从图中我们可看出，随着烧结温度的提升，反射率在逐渐降低，附着力逐渐提高，这是因为在较低烧结温度时，釉层并没有烧熟，从而附着力较低。随着烧结温度的提升到一定程度（700-720℃），釉层的烧结程度较好，其与玻璃有反应中间层，具有一定的粘结作用，使得附着力提升。当烧结温度继续提升，附着力不变，但是因为釉层过烧，光线透过较多，反射率则下降到77%。

图4 B系列样品的反射率和附着力

C系列样品的反射率和附着力如下图所示。从图中可以看出随着釉层厚度的增加，反射率也在逐渐升高，这主要是因为釉层的厚度越厚，阻挡光线越多，被反射的也越多，故而反射率提高。当釉层厚度为30微米时，附着力下降，这是因为釉料在烧结时需要热量，釉层越厚，需要能量越高，在同等的烧结温度下，釉层烧结程度越差，所以附着力降低。