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逐漸應用在光伏背板玻璃上，并具有一定的功能性，其對可見光具有較高的反射率，從而提高電池組件發(fā)電功率。

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

為解決這一問題，近年來一些光伏玻璃企業(yè)開始研究開發(fā)雙玻光伏組件，即由兩片玻璃（前板玻璃、背板玻璃）和太陽能電池片組成復合層，電池片之間由導線串、并聯匯集到引線端所形成的光伏電池組件，其發(fā)展應用迅速，特別適用于氣候環(huán)境比較苛刻的應用場合，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，現有技術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%，進而可大大降低發(fā)生PID衰減的可能性。

高反射釉料的簡介1

什么叫高反射釉料

高反射釉料是指對可見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、調墨油組成。將幾種物料通過一定的攪拌、研磨、均化而成的產品，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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高反射釉料的應用

高反射釉料通過絲網印刷在光伏玻璃上，然后通過固化爐（180~220℃）將調墨油中有機溶劑揮發(fā)，再通過鋼化爐（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(表面狀況)，以及入射電磁波的波長和入射角度。光伏玻璃所針對的是可見光的反射率，其波長范圍在380~780nm。光反射有2種類型，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數據，和不包含鏡面反射的SCE數據。

影響反射率的因素較多，主要有以下幾點：

（1）功能增白粉的種類。不同的白色劑，其折射率不同，導致白度有高低。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。調墨油所占釉料中比例越少，則無機粉料比例越高，反射率越高。

（4）釉料在印刷過程中膜層越厚，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，包括釉料的粘稠度、印刷速度、刮刀硬度與壓力和網間距等。

（5）鋼化溫度和時間。通常鋼化溫度過高或時間過長，反射率越低；鋼化溫度過低或時間過短，反射率越低。這主要是鋼化溫度過高或時間過長，其膜層燒結的較透，相應光線透過的較多，導致反射率降低。

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附著力

高反射釉料通過印刷、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。通常使用百格刀測試其等級程度，壓著刀頭劃過測試樣品，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)內要求鋼化后釉料附著力從之前的2級逐步提高到0~1級，主要是由于玻璃在運輸過程中，相互摩擦引起釉料膜層的脫落，以及光伏組件安裝過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)標準，鉛筆筆芯的硬度分為13級。從最硬的6H逐級遞減經5H、4H、3H、2H、H，再經軟硬適中的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，通過鋼化后，測試其抗沖擊性能?？箾_擊強度主要是超白玻璃與釉料的膨脹系數的差值有關，兩者相差越近，其產生的應力越小，抗沖擊強度越好；兩者相差越大，產生的應力越大，故而施加較小的外力，就會導致鍍釉玻璃破碎，抗沖擊強度就差。由于光伏玻璃鋼化是物理鋼化，通過一定的風壓急冷玻璃，從而達到增強玻璃的強度，所以鋼化工藝對玻璃抗沖擊性能影響較大。

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耐紫外性能

將試樣經受波長在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，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）現象是指在高溫高濕的情況下，高電壓流經過太陽能電池單元便會導致輸出功率下降的現象。影響電池組件PID衰減主要是釉料的電導率，其電導率越低，組件PID衰減越??；電導率越大，則反之。

應用中常見的問題1

主要印刷問題

印刷前必須通過清洗機將玻璃印刷面清洗干凈，特別是壓花玻璃印刷面，因為壓花玻璃印刷面容易隱藏灰塵雜質。釉料的稀釋比例必須進行稱量并記錄，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，溫度變化需要適當調整至合適的稀釋比例，保證優(yōu)良的印刷性能。印刷過程中，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影響反射率數值，反射率數值會偏低，如果濕膜厚度太大可能會影響附著力性能，附著力會略差。釉料的揮發(fā)性和粘度也會印刷印刷效果，釉料盡量降低粘性，揮發(fā)慢一點可以使印刷下膜厚度均勻，減少溢墨和針孔問題。

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鋼化產品性能

鋼化參數也會影響產品的性能，主要參數有鋼化溫度和時間，玻璃間距，鋼化風壓大小和玻璃出爐溫度等，鋼化參數會影響玻璃釉料的反射率，附著力和玻璃的強度。一般情況鋼化溫度遠高于玻璃釉料的軟化溫度，玻璃的反射率降低，玻璃的強度相對來說會差一定。在不能調整鋼化爐的情況下，可以通過選擇軟化點低一點的玻璃粉，然后通過調整鈦白粉的含量來控制反射率和附著力。

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鉛筆硬度

玻璃強度問題，釉料對玻璃強度的影響主要是由于