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CN118684431A - 一种光伏玻璃釉料及其制备方法与光伏玻璃 - Google Patents

一种光伏玻璃釉料及其制备方法与光伏玻璃 Download PDF

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CN118684431A
CN118684431A CN202411187506.8A CN202411187506A CN118684431A CN 118684431 A CN118684431 A CN 118684431A CN 202411187506 A CN202411187506 A CN 202411187506A CN 118684431 A CN118684431 A CN 118684431A
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CN
China
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glass
fluoride
oxide
glaze
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CN202411187506.8A
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阮泽云
黄煜韬
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Flat Glass Group Co Ltd
Original Assignee
Flat Glass Group Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法与光伏玻璃,所述制备方法包括以下步骤:(1)混合有机硅树脂、丙烯酸树脂、增稠剂、流平剂、消泡剂、分散剂和溶剂,得到调墨油;(2)混合金属氧化物、非金属氧化物、氟化物和石英砂进行熔融处理,淬冷后得到熔块,将所述熔块经过破碎处理,得到玻璃粉;(3)混合钛白粉和滑石粉进行球磨处理,筛分并制浆后得到钛白粉浆料;(4)混合调墨油、玻璃粉和钛白粉浆料,搅拌均匀后进行研磨处理,得到光伏玻璃釉料。本发明制得的釉料与玻璃的膨胀系数相接近,从而降低了玻璃与釉料中间层的应力,改善了玻璃的抗冲击性和耐候性,同时提高了抗PID性能,延长了电池的使用寿命,有利于大规模推广应用。

Description

一种光伏玻璃釉料及其制备方法与光伏玻璃
技术领域
本发明属于玻璃制造技术领域,涉及一种光伏玻璃釉料,尤其涉及一种光伏玻璃釉料及其制备方法与光伏玻璃。
背景技术
近年来,随着光伏产业的高速发展,光伏组件的应用领域不断扩展,组件制造技术也不断更新迭代,市场端对玻璃的种类和形式有了更多的要求。
背板镀釉玻璃是通过丝网印刷技术,在背板玻璃表面涂覆一层白色高反射涂层,以使其呈现高反射的特征,其主要优势在于可直接作为建材产品,无需重复建设,抗冲击等安全性能高于普通光伏组件,且提升了透光性能,同时能起到装饰性和遮阳的双重作用。
基于电池组件的使用环境,在户外情况下对背板镀釉玻璃的考验较大,而现有镀釉玻璃的抗冲击性和耐候性均比较差,尤其是在户外遇到砂石、冰雹等恶劣环境,需要提高镀釉玻璃的抗冲击性和耐候性才可以扩大背板镀釉玻璃在特殊环境中的使用范围。
此外,光伏组件在使用过程中会与地面形成高强度负电压,这种电位差将导致电势诱导衰减的问题,而电势诱导衰减会导致组件功率衰减,性能降低,进而影响整个系统的发电能力和总输出功率。
对此,技术人员相继优化了镀釉技术,例如CN109021693A公开了一种镀釉玻璃油墨及其制备方法,首先制备出丙烯酸树脂、乙基纤维素溶液,随后通过氧化硼、氧化钛、氧化锆调整玻璃与釉料间的膨胀系数,这种制备方法简单高效、易于操作,镀釉玻璃表面的油墨在外部环境中不易褪色,然而在提高镀釉玻璃的抗冲击性和耐候性方面还有所欠缺,仍有较大的改进空间。CN114249538A公开了一种用于光伏油墨的玻璃粉体及其制备方法,通过调整氧化锌、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二铋、二氧化锆、二氧化钛、三氧化铝、氟化物的质量分数,有效提高了光伏背板玻璃的反射率,然而所得玻璃粉的膨胀系数在(6~9)×10-6/℃之间,与玻璃的膨胀系数相差较大,导致玻璃与釉料中间层会产生较大的应力,进而降低玻璃的抗冲击性能。
由此可见,现有的镀釉技术发展已遇到明显瓶颈,主要存在的问题为:(1)特殊使用环境对镀釉玻璃的考验较大,而现有镀釉玻璃的抗冲击性和耐候性比较差;(2)光伏组件在使用过程中会与地面形成高强度负电压,这种电位差将导致电势诱导衰减,需要进一步提高抗PID性能以延长电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法与光伏玻璃,本发明制得的釉料与玻璃的膨胀系数相接近,从而降低了玻璃与釉料中间层的应力,改善了玻璃的抗冲击性和耐候性,同时提高了抗PID性能,延长了电池的使用寿命,有利于大规模推广应用。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种光伏玻璃釉料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)混合有机硅树脂、丙烯酸树脂、增稠剂、流平剂、消泡剂、分散剂和溶剂,得到调墨油;
(2)混合金属氧化物、非金属氧化物、氟化物和石英砂进行熔融处理,淬冷后得到熔块,将所述熔块经过破碎处理,得到玻璃粉;
(3)混合钛白粉和滑石粉进行球磨处理,筛分并制浆后得到钛白粉浆料;
(4)混合调墨油、玻璃粉和钛白粉浆料,搅拌均匀后进行研磨处理,并在研磨过程中加入丙烯酸树脂溶液调整粘度,得到光伏玻璃釉料。
其中,步骤(2)所述金属氧化物包括氧化锌和三氧化二铋,所述非金属氧化物包括三氧化二硼;步骤(3)所述钛白粉与步骤(4)所述玻璃粉的混合质量比为1:(1-1.5),例如可以是1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4或1:1.5,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明通过调整釉料中钛白粉和玻璃粉的比例,并将锌、铋和硼等元素掺杂进硅骨架中,取代了二氧化硅的硅氧键,增强了化学键之间的联结作用和硅骨架的附着力,改变了釉料的物理化学特征,使得釉料和玻璃的膨胀系数相接近,从而降低了玻璃与釉料中间层的应力,改善了玻璃的抗冲击性能,并有效提高了光伏组件抗PID性能及耐候性能,延长了电池的使用寿命,扩大了镀釉玻璃在特殊环境下适用范围,有利于大规模推广应用。
此外,钛白粉的加入使得光伏玻璃釉料呈现均匀白色,而白色涂层对太阳光线显示出良好的反射效果,且反射率不低于75%,避免了太阳光线因穿透背板玻璃而损失,使绝大部分光线进入电池片中,从而提高了光能的利用率和光伏组件的发电功率。
优选地,步骤(1)所述丙烯酸树脂包括有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂。
优选地,步骤(1)所述增稠剂包括乙基纤维素。
优选地,步骤(1)所述流平剂包括BYK型水性流平剂。
优选地,步骤(1)所述消泡剂包括有机硅消泡剂。
优选地,步骤(1)所述分散剂包括聚羧酸钠盐分散剂。
优选地,步骤(1)所述溶剂包括二甲酸酯和醇醚溶剂。
优选地,按照重量份数计,步骤(1)所述调墨油包括以下组分:
有机硅树脂5-10份;
丙烯酸树脂45-80份;
增稠剂5-10份;
流平剂1-3份;
消泡剂1-3份;
分散剂1-3份;
溶剂50-100份。
本发明中,所述有机硅树脂的重量份数为5-10份,例如可以是5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份,所述丙烯酸树脂的重量份数为45-80份,例如可以是45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份或80份,所述增稠剂的重量份数为5-10份,例如可以是5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份,所述流平剂的重量份数为1-3份,例如可以是1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份或3份,所述消泡剂的重量份数为1-3份,例如可以是1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份或3份,所述分散剂的重量份数为1-3份,例如可以是1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份或3份,所述溶剂的重量份数为50-100份,例如可以是50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份或100份,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述混合在搅拌器中进行,且搅拌温度为20-30℃,例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃,搅拌速度为800-1200rpm,例如可以是800rpm、850rpm、900rpm、950rpm、1000rpm、1050rpm、1100rpm、1150rpm或1200rpm,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述金属氧化物包括氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化锌、二氧化锆、二氧化钛、三氧化铝和三氧化二铋。
本发明中,上述金属氧化物能够有效阻挡正负离子在电场作用下朝电池方向迁移,避免了载流子累积,从而降低了电势诱导衰减,提升了转换效率。
此外,适当降低钠离子的含量,提高其他金属离子的含量,有助于进一步提高玻璃的体电阻,阻断漏电流通路的形成,进而从原料上抑制了PID效应。
优选地,步骤(2)所述氟化物包括氟化锆、氟化钠、氟化钡、氟化铝或氟化铟中的任意一种或至少两种的组合,典型但非限制性的组合包括氟化锆与氟化钠的组合,氟化钠与氟化钡的组合,氟化钡与氟化铝的组合,或氟化铝与氟化铟的组合。
优选地,步骤(2)所述石英砂为高硅含量石英砂,且硅含量≥98wt%,例如可以是98wt%、98.2wt%、98.4wt%、98.6wt%、98.8wt%、99wt%、99.2wt%、99.4wt%、99.6wt%或99.8wt%,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,按照重量份数计,步骤(2)所述玻璃粉包括以下组分:
金属氧化物10-40份;
非金属氧化物20-40份;
氟化物5-10份;
石英砂40-80份。
本发明中,所述金属氧化物的重量份数为10-40份,例如可以是10份、15份、20份、25份、30份、35份或40份,所述非金属氧化物的重量份数为20-40份,例如可以是20份、22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份或40份,所述氟化物的重量份数为5-10份,例如可以是5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份,所述石英砂的重量份数为40-80份,例如可以是40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份或80份,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述熔融处理的温度为1200-1300℃,例如可以是1200℃、1210℃、1220℃、1230℃、1240℃、1250℃、1260℃、1270℃、1280℃、1290℃或1300℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述熔融处理的时间为150-200min,例如可以是150min、155min、160min、165min、170min、175min、180min、185min、190min、195min或200min,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述淬冷在蒸馏水中进行。
优选地,步骤(2)所述破碎处理采用球磨机进行,且所述玻璃粉的平均粒径为6-10μm,例如可以是6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm或10μm,膨胀系数为(8.5-9.0)×10-6/℃,例如可以是8.5×10-6/℃、8.6×10-6/℃、8.7×10-6/℃、8.8×10-6/℃、8.9×10-6/℃或9.0×10-6/℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(3)所述钛白粉包括金红石型钛白粉。
本发明中,所述金红石型钛白粉的耐候性强,可显著改善涂层的耐候性能。
优选地,步骤(3)所述钛白粉和滑石粉的混合质量比为(90-100):(20-30),例如可以是90:20、92:22、94:24、96:26、98:28或100:30,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(3)所述球磨处理在陶瓷球磨机中进行。
优选地,步骤(3)所述筛分包括振动过筛,且筛分的目数为200-400目,例如可以是200目、220目、240目、260目、280目、300目、320目、340目、360目、380目或400目,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(4)所述混合的方式包括:将玻璃粉和钛白粉浆料添加到调墨油中。
优选地,步骤(4)所述研磨处理在砂磨机中进行,且研磨至细度≤10μm,例如可以是1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(4)所述丙烯酸树脂溶液中的溶质包括有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂,且固含量为72-80wt%,例如可以是72wt%、73wt%、74wt%、75wt%、76wt%、77wt%、78wt%、79wt%或80wt%,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中,有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂的气味极低、绿色环保,能有效改善釉料的硬度、附着力和耐候性能,并能有效提高玻璃的抗冲击性能。
优选地,步骤(4)所述光伏玻璃釉料中,调墨油的占比为20-30wt%,例如可以是20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%或30wt%,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明第一方面优选的技术方案,所述制备方法包括以下步骤:
(1)称量5-10份有机硅树脂、45-80份有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂、5-10份乙基纤维素、1-3份BYK型水性流平剂、1-3份有机硅消泡剂、1-3份聚羧酸钠盐分散剂、10-20份二甲酸酯和40-80份醇醚溶剂,在搅拌机中混合均匀,且搅拌温度为20-30℃,搅拌速度为800-1200rpm,得到调墨油;
(2)称量10-40份金属氧化物、20-40份三氧化二硼、5-10份氟化物和40-80份硅含量≥98wt%的高硅含量石英砂,在1200-1300℃下进行熔融处理150-200min,将所得熔融液体流入蒸馏水中淬冷后得到熔块,将所述熔块在球磨机中经过破碎处理,得到平均粒径为6-10μm,膨胀系数为(8.5-9.0)×10-6/℃的玻璃粉;所述金属氧化物包括氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化锌、二氧化锆、二氧化钛、三氧化铝和三氧化二铋;所述氟化物包括氟化锆、氟化钠、氟化钡、氟化铝或氟化铟中的任意一种或至少两种的组合;
(3)称量90-100份金红石型钛白粉和20-30份滑石粉,在陶瓷球磨机中进行球磨处理,经200-400目的振动过筛并制浆后得到钛白粉浆料;
(4)将玻璃粉和钛白粉浆料添加到调墨油中,搅拌均匀后在砂磨机中进行研磨处理至细度≤10μm,并在研磨过程中加入固含量为72-80wt%的有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂溶液调整粘度,得到光伏玻璃釉料,且在所得光伏玻璃釉料中,调墨油的占比为20-30wt%。
其中,步骤(3)所述金红石型钛白粉与步骤(4)所述玻璃粉的混合质量比为1:(1-1.5)。
第二方面,本发明提供一种光伏玻璃釉料,所述光伏玻璃釉料采用如第一方面所述制备方法制得。
第三方面,本发明提供一种光伏玻璃,所述光伏玻璃的表面印刷有如第二方面所述的光伏玻璃釉料。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值,还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明通过调整釉料中钛白粉和玻璃粉的比例,并将锌、铋和硼等元素掺杂进硅骨架中,取代了二氧化硅的硅氧键,增强了化学键之间的联结作用和硅骨架的附着力,改变了釉料的物理化学特征,使得釉料和玻璃的膨胀系数相接近,从而降低了玻璃与釉料中间层的应力,改善了玻璃的抗冲击性能,并有效提高了光伏组件抗PID性能及耐候性能,延长了电池的使用寿命,扩大了镀釉玻璃在特殊环境下适用范围,有利于大规模推广应用。
(2)钛白粉的加入使得光伏玻璃釉料呈现均匀白色,而白色涂层对太阳光线显示出良好的反射效果,且反射率不低于75%,避免了太阳光线因穿透背板玻璃而损失,使绝大部分光线进入电池片中,从而提高了光能的利用率和光伏组件的发电功率。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)称量8份有机硅树脂、60份有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂、8份乙基纤维素、2份水性流平剂BYK-333、2份有机硅消泡剂BYK-024、2份聚羧酸钠盐分散剂SN-5040、15份二甲酸酯和60份醇醚溶剂,在搅拌机中混合均匀,且搅拌温度为25℃,搅拌速度为1000rpm,得到调墨油;
(2)称量1份氧化钾、1份氧化钠、2份氧化钙、0.5份氧化镁、25份氧化锌、1份二氧化锆、1份二氧化钛、3份三氧化铝、0.5份三氧化二铋、30份三氧化二硼、8份氟化锆和60份硅含量为98.6wt%的高硅含量石英砂,在1230℃下进行熔融处理160min,将所得熔融液体流入蒸馏水中淬冷后得到熔块,将所述熔块在球磨机中经过破碎处理,得到平均粒径为8μm,膨胀系数为8.6×10-6/℃的玻璃粉;
(3)称量95份金红石型钛白粉和25份滑石粉,在陶瓷球磨机中进行球磨处理,经300目的振动过筛并制浆后得到钛白粉浆料;
(4)将玻璃粉和钛白粉浆料添加到调墨油中,搅拌均匀后在砂磨机中进行研磨处理至细度≤10μm,并在研磨过程中加入固含量为75wt%的有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂溶液调整粘度,得到光伏玻璃釉料,且在所得光伏玻璃釉料中,调墨油的占比为25wt%。
其中,步骤(3)所述金红石型钛白粉与步骤(4)所述玻璃粉的混合质量比为1:1.2。
实施例2
本实施例提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)称量5份有机硅树脂、80份有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂、5份乙基纤维素、1份水性流平剂BYK-333、1份有机硅消泡剂BYK-024、1份聚羧酸钠盐分散剂SN-5040、20份二甲酸酯和40份醇醚溶剂,在搅拌机中混合均匀,且搅拌温度为20℃,搅拌速度为1200rpm,得到调墨油;
(2)称量1份氧化钾、1份氧化钠、2份氧化钙、0.5份氧化镁、25份氧化锌、1份二氧化锆、1份二氧化钛、3份三氧化铝、0.5份三氧化二铋、20份三氧化二硼、5份氟化钠和40份硅含量为98wt%的高硅含量石英砂,在1200℃下进行熔融处理200min,将所得熔融液体流入蒸馏水中淬冷后得到熔块,将所述熔块在球磨机中经过破碎处理,得到平均粒径为6μm,膨胀系数为8.5×10-6/℃的玻璃粉;
(3)称量90份金红石型钛白粉和20份滑石粉,在陶瓷球磨机中进行球磨处理,经200目的振动过筛并制浆后得到钛白粉浆料;
(4)将玻璃粉和钛白粉浆料添加到调墨油中,搅拌均匀后在砂磨机中进行研磨处理至细度≤10μm,并在研磨过程中加入固含量为72wt%的有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂溶液调整粘度,得到光伏玻璃釉料,且在所得光伏玻璃釉料中,调墨油的占比为20wt%。
其中,步骤(3)所述金红石型钛白粉与步骤(4)所述玻璃粉的混合质量比为1:1。
实施例3
本实施例提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)称量10份有机硅树脂、45份有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂、10份乙基纤维素、3份水性流平剂BYK-333、3份有机硅消泡剂BYK-024、3份聚羧酸钠盐分散剂SN-5040、10份二甲酸酯和80份醇醚溶剂,在搅拌机中混合均匀,且搅拌温度为30℃,搅拌速度为800rpm,得到调墨油;
(2)称量1份氧化钾、1份氧化钠、2份氧化钙、0.5份氧化镁、25份氧化锌、1份二氧化锆、1份二氧化钛、3份三氧化铝、0.5份三氧化二铋、40份三氧化二硼、10份氟化钡和80份硅含量为99wt%的高硅含量石英砂,在1300℃下进行熔融处理150min,将所得熔融液体流入蒸馏水中淬冷后得到熔块,将所述熔块在球磨机中经过破碎处理,得到平均粒径为10μm,膨胀系数为9.0×10-6/℃的玻璃粉;
(3)称量100份金红石型钛白粉和30份滑石粉,在陶瓷球磨机中进行球磨处理,经400目的振动过筛并制浆后得到钛白粉浆料;
(4)将玻璃粉和钛白粉浆料添加到调墨油中,搅拌均匀后在砂磨机中进行研磨处理至细度≤10μm,并在研磨过程中加入固含量为80wt%的有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂溶液调整粘度,得到光伏玻璃釉料,且在所得光伏玻璃釉料中,调墨油的占比为30wt%。
其中,步骤(3)所述金红石型钛白粉与步骤(4)所述玻璃粉的混合质量比为1:1.5。
实施例4
本实施例提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法,除了将步骤(2)中氧化钠的重量份数改为5份,并将三氧化二硼的重量份数改为15份,其余步骤及条件均与实施例1相同,故在此不做赘述。
实施例5
本实施例提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法,除了将步骤(3)所述金红石型钛白粉替换为等质量的锐钛矿型钛白粉,其余步骤及条件均与实施例1相同,故在此不做赘述。
对比例1
本对比例提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法,除了在步骤(2)中并未加入氧化锌,其余步骤及条件均与实施例1相同,故在此不做赘述。
对比例2
本对比例提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法,除了在步骤(2)中并未加入三氧化二铋,其余步骤及条件均与实施例1相同,故在此不做赘述。
对比例3
本对比例提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法,除了在步骤(2)中并未加入三氧化二硼,其余步骤及条件均与实施例1相同,故在此不做赘述。
对比例4
本对比例提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法,除了将步骤(3)所述钛白粉与步骤(4)所述玻璃粉的混合质量比改为1:0.5,其余步骤及条件均与实施例1相同,故在此不做赘述。
对比例5
本对比例提供一种光伏玻璃釉料及其制备方法,除了将步骤(3)所述钛白粉与步骤(4)所述玻璃粉的混合质量比改为1:2,其余步骤及条件均与实施例1相同,故在此不做赘述。
性能测试
利用实施例1-5和对比例1-5所得光伏玻璃釉料分别制备光伏玻璃,具体制备方法为:采用200目规格的丝网将光伏玻璃釉料印刷在光伏玻璃表面形成湿膜,并控制湿膜厚度为22μm,经250℃固化3min,再经700°C烧结钢化,得到光伏玻璃。
分别对实施例1-5和对比例1-5所得光伏玻璃釉料制备而成的光伏玻璃进行外观、反射率、附着力、抗冲击性和耐高压蒸煮性能测试,具体测试方法如下:
(1)外观:目测;
(2)反射率:采用柯尼卡美能达的CM-26dG/26d/25d分光测色计测试;
(3)附着力:采用百格刀划格法进行检测;
(4)抗冲击性:参照GB/T 39814-2021《超薄玻璃抗冲击强度试验方法 落球冲击法》标准测试;
(5)高压蒸煮(PCT)测试:参照T/CPIA0028.2-2021《光伏组件用玻璃第2部分:双玻组件背板增反射镀层玻璃》标准,具体将玻璃样品和层压件样品均放于试验箱中,试验温度为121±0.5°C,相对湿度为99%-100%,试验时间为48h,试验后对所有样品进行外观检查,观察釉层有无分层、起泡、开裂、粉化、脱落,测试老化后玻璃样品的光伏反射比R*,计算光伏反射比衰减值△R。
相关测试结果见下表1。
表1
由此可见,本发明通过调整釉料中钛白粉和玻璃粉的比例,并将锌、铋和硼等元素掺杂进硅骨架中,取代了二氧化硅的硅氧键,增强了化学键之间的联结作用和硅骨架的附着力,改变了釉料的物理化学特征,使得釉料和玻璃的膨胀系数相接近,从而降低了玻璃与釉料中间层的应力,改善了玻璃的抗冲击性能,并有效提高了光伏组件抗PID性能及耐候性能,延长了电池的使用寿命,扩大了镀釉玻璃在特殊环境下适用范围,有利于大规模推广应用。
此外,钛白粉的加入使得光伏玻璃釉料呈现均匀白色,而白色涂层对太阳光线显示出良好的反射效果,且反射率不低于75%,避免了太阳光线因穿透背板玻璃而损失,使绝大部分光线进入电池片中,从而提高了光能的利用率和光伏组件的发电功率。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏玻璃釉料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)混合有机硅树脂、丙烯酸树脂、增稠剂、流平剂、消泡剂、分散剂和溶剂,得到调墨油;
(2)混合金属氧化物、非金属氧化物、氟化物和石英砂进行熔融处理,淬冷后得到熔块,将所述熔块经过破碎处理,得到玻璃粉;
(3)混合钛白粉和滑石粉进行球磨处理,筛分并制浆后得到钛白粉浆料;
(4)混合调墨油、玻璃粉和钛白粉浆料,搅拌均匀后进行研磨处理,并在研磨过程中加入丙烯酸树脂溶液调整粘度,得到光伏玻璃釉料;
其中,步骤(2)所述金属氧化物包括氧化锌和三氧化二铋,所述非金属氧化物包括三氧化二硼;步骤(3)所述钛白粉与步骤(4)所述玻璃粉的混合质量比为1:(1-1.5)。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述丙烯酸树脂包括有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂;
步骤(1)所述增稠剂包括乙基纤维素;
步骤(1)所述流平剂包括BYK型水性流平剂;
步骤(1)所述消泡剂包括有机硅消泡剂;
步骤(1)所述分散剂包括聚羧酸钠盐分散剂;
步骤(1)所述溶剂包括二甲酸酯和醇醚溶剂。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,按照重量份数计,步骤(1)所述调墨油包括以下组分:
有机硅树脂5-10份;
丙烯酸树脂45-80份;
增稠剂5-10份;
流平剂1-3份;
消泡剂1-3份;
分散剂1-3份;
溶剂50-100份;
步骤(1)所述混合在搅拌器中进行,且搅拌温度为20-30℃,搅拌速度为800-1200rpm。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述金属氧化物包括氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化锌、二氧化锆、二氧化钛、三氧化铝和三氧化二铋;
步骤(2)所述氟化物包括氟化锆、氟化钠、氟化钡、氟化铝或氟化铟中的任意一种或至少两种的组合;
步骤(2)所述石英砂为高硅含量石英砂,且硅含量≥98wt%。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,按照重量份数计,步骤(2)所述玻璃粉包括以下组分:
金属氧化物10-40份;
非金属氧化物20-40份;
氟化物5-10份;
石英砂40-80份;
步骤(2)所述熔融处理的温度为1200-1300℃;
步骤(2)所述熔融处理的时间为150-200min;
步骤(2)所述淬冷在蒸馏水中进行;
步骤(2)所述破碎处理采用球磨机进行,且所述玻璃粉的平均粒径为6-10μm,膨胀系数为(8.5-9.0)×10-6/℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述钛白粉包括金红石型钛白粉;
步骤(3)所述钛白粉和滑石粉的混合质量比为(90-100):(20-30);
步骤(3)所述球磨处理在陶瓷球磨机中进行;
步骤(3)所述筛分包括振动过筛,且筛分的目数为200-400目。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述混合的方式包括:将玻璃粉和钛白粉浆料添加到调墨油中;
步骤(4)所述研磨处理在砂磨机中进行,且研磨至细度≤10μm;
步骤(4)所述丙烯酸树脂溶液中的溶质包括有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂,且固含量为72-80wt%;
步骤(4)所述光伏玻璃釉料中,调墨油的占比为20-30wt%。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)称量5-10份有机硅树脂、45-80份有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂、5-10份乙基纤维素、1-3份BYK型水性流平剂、1-3份有机硅消泡剂、1-3份聚羧酸钠盐分散剂、10-20份二甲酸酯和40-80份醇醚溶剂,在搅拌机中混合均匀,且搅拌温度为20-30℃,搅拌速度为800-1200rpm,得到调墨油;
(2)称量10-40份金属氧化物、20-40份三氧化二硼、5-10份氟化物和40-80份硅含量≥98wt%的高硅含量石英砂,在1200-1300℃下进行熔融处理150-200min,将所得熔融液体流入蒸馏水中淬冷后得到熔块,将所述熔块在球磨机中经过破碎处理,得到平均粒径为6-10μm,膨胀系数为(8.5-9.0)×10-6/℃的玻璃粉;所述金属氧化物包括氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化锌、二氧化锆、二氧化钛、三氧化铝和三氧化二铋;所述氟化物包括氟化锆、氟化钠、氟化钡、氟化铝或氟化铟中的任意一种或至少两种的组合;
(3)称量90-100份金红石型钛白粉和20-30份滑石粉,在陶瓷球磨机中进行球磨处理,经200-400目的振动过筛并制浆后得到钛白粉浆料;
(4)将玻璃粉和钛白粉浆料添加到调墨油中,搅拌均匀后在砂磨机中进行研磨处理至细度≤10μm,并在研磨过程中加入固含量为72-80wt%的有机硅单体改性水溶性丙烯酸树脂溶液调整粘度,得到光伏玻璃釉料,且在所得光伏玻璃釉料中,调墨油的占比为20-30wt%;
其中,步骤(3)所述金红石型钛白粉与步骤(4)所述玻璃粉的混合质量比为1:(1-1.5)。
9.一种光伏玻璃釉料,其特征在于,所述光伏玻璃釉料采用如权利要求1-8任一项所述制备方法制得。
10.一种光伏玻璃,其特征在于,所述光伏玻璃的表面印刷有如权利要求9所述的光伏玻璃釉料。
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