光伏玻璃配方的研制

《光伏玻璃配方的研制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、光伏玻璃配方的研制彩虹集團電子股份有限公司艾琳讓付玉生王教育蘇永康摘要：本文主要闡述了研制光伏玻璃配方的經(jīng)過，從玻璃配方設(shè)計、計算、配料和熔制工藝的選擇、氧化劑、澄清劑的搭配使用以及玻璃網(wǎng)絡(luò)中間體氧化物、網(wǎng)絡(luò)外體氧化物的選擇使用等作了詳細的論述，并對光伏玻璃競爭的方向作了詳細的闡述。關(guān)鍵詞：光伏玻璃配方透過率1.前言光伏玻璃就是超白玻璃又稱無色玻璃。屬于高透明玻璃、低鐵玻璃，是玻璃產(chǎn)品中最高檔的品種，具有高透過率、高透明性，產(chǎn)品晶瑩剔透、高貴典雅，有玻璃家族“水晶王子”之稱。透過率決定玻璃的品質(zhì)，普通浮法玻璃的透過率為86%，而超白玻

2、璃透過率可達92%以上，對大于1200nm的紅外光有較高的反射率。主要應(yīng)用于高檔建筑的內(nèi)外裝修、電子產(chǎn)品、高檔轎車玻璃、太陽能電池、高檔園藝建筑、高檔玻璃家具、各種仿水晶制品等行業(yè)。太陽能的開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)為光伏玻璃的發(fā)展提供了巨大商機—太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的玻璃基片就需要使用光伏玻璃，因為光伏玻璃的透過率在92％以上。光伏玻璃專業(yè)叫法是高透過率低鐵鋼化玻璃，英文highsolartransmittance，lowiron，這是它作為光伏玻璃必備的兩個特點。組件的轉(zhuǎn)換率也在某種程度上受透過率的影響。如果1MW的組件，其采用更優(yōu)質(zhì)玻璃，使其

3、透過率再增加一個百分點，那功率就能增加0.01MW，由此看來就光伏玻璃而言，透過率的高低實在不能小覷。2.配方設(shè)計2.1玻璃配方體系的確定眾所周知，玻璃成分對玻璃的結(jié)構(gòu)起著決定性的影響，玻璃成分是決定玻璃物理化學(xué)性能的主要因素。光伏玻璃配方的研發(fā)就是期望通過玻璃成分的設(shè)計和調(diào)整來控制調(diào)整玻璃的性能，以便達到產(chǎn)品所需的物理化學(xué)性能。玻璃科學(xué)為玻璃成分設(shè)計提供了重要的理論依據(jù)，包括玻璃形成和結(jié)構(gòu)理論、相平衡、成分和性質(zhì)的關(guān)系理論等方面。7玻璃的組成必須滿足一定的物理性能，根據(jù)光伏玻璃的使用特點，可以概括出光伏玻璃需要較低的熱膨脹系數(shù)，較高

4、的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，具有較高的機械強度，硬度和較高的透過率。根據(jù)熔制玻璃的三元系統(tǒng)相圖原理，選取的氧化物成分要盡可能地接近相圖中的共熔點和相界限。這是由于成分位于低共熔點或相界限時，玻璃析晶時要形成兩種或兩種以上不同組成的晶體，各晶體在形成晶核前的核前群結(jié)構(gòu)也不同，引起相互干擾，使成核幾率大大減少，從而降低了晶體的成核速度。在參考能夠形成玻璃的相圖選擇的基礎(chǔ)上，綜合考慮熔制、成型和玻璃經(jīng)濟性等因素，因此選擇了Na2O-CaO-SiO2系統(tǒng)玻璃。根據(jù)目前國內(nèi)光伏玻璃的質(zhì)量標準—折合3mm厚度透過率不小于91.5%、玻璃中Fe2O3≤

5、0.015%的要求，引入一定量的網(wǎng)絡(luò)中間體氧化物和網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，進一步優(yōu)化Na2O-CaO-SiO2系統(tǒng)玻璃結(jié)構(gòu)，使其具有較高的透過率和透明性。根據(jù)玻璃相圖和結(jié)構(gòu)學(xué)理論，選擇Na2O-CaO-SiO2系統(tǒng)是可行和可靠的。2.2玻璃配方體系核心氧化物的作用及用量范圍確定SiO2可以在1800℃以上的高溫下，熔制成石英玻璃。在Na2O-CaO-SiO2系統(tǒng)玻璃中SiO2能降低玻璃的熱膨脹系數(shù)，提高玻璃的熱穩(wěn)定性、軟化溫度、耐熱性、硬度、機械強度和粘度，但SiO2含量過高時，會使熔制溫度提高，而且會使玻璃析晶傾向增大，根據(jù)相圖分析，將Si

6、O2含量定為65.0%–75.0%。CaO為二價的網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，在玻璃中起穩(wěn)定劑的作用，即可以增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度，但含量過高時，會使玻璃結(jié)晶傾向增大，而且會使玻璃發(fā)脆，CaO含量一般不高于12.5%。Na2O也為網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，Na+居于玻璃結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的空穴中，Na2O能提供游離氧使玻璃結(jié)構(gòu)中的O/Si比值增加，發(fā)生斷鍵，因而可以降低玻璃的粘度，使玻璃易于熔融，但是它同時會增加玻璃的膨脹系數(shù)，降低玻璃的熱穩(wěn)定性，化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度，所以引入量控制在16.0%以下。Na2O依靠純堿引入，純堿是生產(chǎn)玻璃的主要化工原料之一，由

7、于其熔點低（854℃），化學(xué)性質(zhì)比較活潑，是一種良好的助熔劑。它在720℃左右與SiO2發(fā)生反應(yīng)，使熔體流動性增加，本設(shè)計配方SiO2含量充足，純堿在很短的時間內(nèi)可以完全分解，反應(yīng)方程式為：Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2（反應(yīng)溫度720–900℃）在考慮形成玻璃的主要成分Na2O、CaO和SiO2的同時，加入一定量的網(wǎng)絡(luò)中間體氧化物，主要是為了提高玻璃的穩(wěn)定性，同時使玻璃粘度變大，料性變短，有利于成型操作。但若加入量過高又會導(dǎo)致熔制溫度升高，因此保持玻璃中合理的使用量是必須的，探求玻璃中網(wǎng)絡(luò)中間體氧化物的加入量也是本次

8、配方研究的重點內(nèi)容之一。7根據(jù)玻璃的結(jié)構(gòu)學(xué)原理，在滿足基本物理性能的前提下，增加玻璃的組分，不但可以使熔制溫度降低，而且可以有效降低玻璃的析晶缺陷，更能優(yōu)化玻璃性能，使產(chǎn)品品位得以提高。為了減小玻璃熔制過程中的析晶傾向和