本发明涉及一种具有复合结构的高反射釉层及其制作方法、背板玻璃和光伏组件,属于光伏组件。
背景技术:
1、为了对光进行回收利用,市售背板网格玻璃表面釉层多使用白色反射釉层,其为玻璃油墨一次印刷于玻璃表面再经钢化之后形成的,该釉层存在反射率/光能利用率偏低、影响玻璃载荷/降低玻璃强度等劣势。具体而言,这种釉层的反射率集中在75%左右,对光的利用率并不高,且全为漫反射光线,即该釉层以漫反射的形式回收利用光,反射光线真正返回到电池片表面的占比并不高,因此带来的组件增益也有限。同时,玻璃在钢化过程中往往迁就釉层的烧结温度,故导致玻璃本身钢化强度会受影响,而且釉料性能又无法很好地匹配玻璃性能,导致玻璃表面的微裂纹扩张严重,进而严重降低了背板玻璃的强度;换言之,因该釉层结构具有不致密,膨胀不匹配等缺点,导致釉层钢化工艺窗口窄、耐老化性能弱、严重影响玻璃强度等情况。
2、光的利用率决定了光伏太阳能组件的发电效率。目前大多数光伏太阳能组件的电池片片间和串间会不可避免地留有一定缝隙,这种缝隙的面积占整块组件的7%-15%。如何高效地回收利用这部分投射光显得尤为重要。
3、在光伏组件不断减重的需求下,背板玻璃变大减薄变成必然趋势。市场上大多数白色釉层在2.0mm玻璃背板上的表现已经不能满足组件厂对载荷的要求,随着玻璃继续减薄,此类釉层对玻璃的载荷影响也将加剧。
4、因此,提供一种新型的具有复合结构的高反射釉层及其制作方法、背板玻璃和光伏组件已经成为本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了解决上述的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种具有复合结构的高反射釉层及其制作方法、背板玻璃和光伏组件。本发明提供的高反射釉层具有复合层结构,使得其可以实现多梯度多维度的混合反射(漫反射和定向反射),将其设置于基材玻璃的表面后,所得背板玻璃可以更加合理地充分回收利用间隙光,具有极高的光回收利用率,同时还能最大限度保证玻璃的载荷不受影响。
2、为了实现以上目的,一方面,本发明提供了一种具有复合结构的高反射釉层,其设置于基材玻璃上,其中,所述具有复合结构的高反射釉层包括表层和反射层,所述表层覆盖于所述反射层的表面和侧面且表层的末端与所述基材玻璃的表面接触;
3、其中,所述表层为高温粘结相堆积层,所述反射层为白色填料堆积层。
4、作为本发明以上所述高反射釉层的一具体实施方式,其中,所述表层还包含白色填料,所述白色填料均匀分布于高温粘结相堆积层中。表层中的白色填料或是制备所述高反射釉层时从反射层中混入表层中,或者是制备所述高反射釉层时于表层中添加的。
5、本发明以上所述高反射釉层中,所述表层包含高温粘结相及白色填料,其中高温粘结相堆积形成高白度层结构,所述白色填料分布/填充于层结构之间。所述表层为致密结构,能在最大程度上保护反射层结构不受水汽侵蚀,同时提供最优的水汽绝缘特性,从而可起到保护反射层的作用;在表层表面除去漫反射之外,密实光滑的致密釉层也可以提供特定角度入射下的部分定向反射光,从而使该高反射釉层可以通过混合反射(漫反射加定向反射的方式)来提高光线的回收利用率。
6、作为本发明以上所述高反射釉层的一具体实施方式,其中,所述白色填料包括钛白粉等,以表层的总重量为100%计,表层中tio2的含量≤50%,优选为25-45%。
7、作为本发明以上所述高反射釉层的一具体实施方式,其中,所述表层的白度l值≥98.5。
8、作为本发明以上所述高反射釉层的一具体实施方式,其中,所述表层中的高温粘结相的d97≤8μm。
9、作为本发明以上所述高反射釉层的一具体实施方式,其中,所述反射层中的白色填料包括钛白粉、硫酸钡、硅微球、瓷粉等中的至少一种,以反射层的总重量为100%计,反射层中白色填料的含量≥40%,优选为40-60%。当所述反射层中的白色填料为钛白粉时,反射层中的白色填料的含量可以tio2的含量计。
10、作为本发明以上所述高反射釉层的一具体实施方式,其中,所述反射层的白度l值≥98.5。
11、作为本发明以上所述高反射釉层的一具体实施方式,其中,所述反射层中的白色填料的d97小于10μm。
12、本发明以上所述高反射釉层中,所述反射层主要用于提供基础反射率,且主要以漫反射为主,可以更高效地将表层未回收的光线进行再次散射、反射进而回收利用。这样的结构设计让光线的反射回收更加充分,更具有梯度,除去漫反射外,还有一定的定向反射光线;相较于表层,所述反射层中物料堆积明显松散。
13、作为本发明以上所述高反射釉层的一具体实施方式,其中,所述表层的厚度占所述高反射釉层总厚度的1/4-1/2,所述反射层的厚度占所述高反射釉层总厚度的1/2-3/4。
14、作为本发明以上所述高反射釉层的一具体实施方式,其中,所述表层的厚度为5-20μm,所述反射层的厚度为8-25μm。
15、作为本发明以上所述高反射釉层的一具体实施方式,其中,所述具有复合结构的高反射釉层的厚度为18-30μm。
16、作为本发明以上所述高反射釉层的一具体实施方式,其中,所述反射层和所述表层之间以及所述反射层和所述基材玻璃的表面之间均具有清晰的分界。
17、另一方面,本发明还提供了以上所述的具有复合结构的高反射釉层的制作方法,其中,所述制作方法包括:
18、步骤(1):将高温粘结相和第一调墨油混合均匀,得到第一浆料;
19、步骤(2):将白色填料和第二调墨油混合均匀,得到第二浆料;
20、步骤(3):将所述第二浆料和所述第一浆料依次涂覆在基材玻璃上,再随炉钢化后于基材玻璃上形成具有复合结构的高反射釉层。
21、本发明以上所述制作方法步骤(1)和步骤(2)中使用的第一调墨油和第二调墨油均为常规物质,可根据需要进行合理选择;并且第一调墨油和第二调墨油可相同,也可以不同,优选为相同。
22、作为本发明以上所述制作方法的一具体实施方式,其中,所述涂覆包括印刷、辊涂或者喷涂等。在本发明的一些实施例中,所述印刷包括丝印、套印等印刷方式。
23、作为本发明以上所述制作方法的一具体实施方式,其中,所述随炉钢化的温度为690-740℃,时间为90-115s。
24、由于本发明提供的高反射釉层具有复合层结构,结构更加合理,使得烧结窗口更宽,在随炉钢化过程中,不会影响玻璃本身的钢化特性和钢化工艺。
25、又一方面,本发明还提供了一种背板玻璃,包括基材玻璃和设置于其表面的釉层,其中,所述釉层为以上所述的具有复合结构的高反射釉层。
26、再一方面,本发明还提供了一种光伏组件,其中,所述光伏组件包含以上所述的背板玻璃。
27、作为本发明以上所述光伏组件的一具体实施方式,其中,所述光伏组件为双玻光伏太阳组件。
28、与现有技术相比,本发明所能达成的有益技术效果包括:
29、本发明提供的具有复合结构的高反射釉层包括反射层和表层,所述表层覆盖于所述反射层的表面和侧面且表层的末端与所述基材玻璃的表面接触;其中,所述表层包含高温粘结相和所述反射层包含白色填料。
30、首先,该具有复合结构的高反射釉层具有清晰/明显的分层结构并且各层起到不同的作用。表层为致密的高温粘结相堆积层,可以通过混合反射(漫反射加定向反射的方式)来提高光线的回收利用率;且表层的结构致密,能在最大程度上保护反射层结构不受水汽侵蚀,并且提供最优的水汽绝缘特性;而反射层为高白度白色填料堆积层,可以对光线进行进一步的回收利用。这样的结构设计让光线的反射回收更加充分,更具有梯度,除去漫反射外,还有一定的定向反射光线。即,本发明通过合理设计高反射釉层的层结构,使所述釉层具有多梯度、多维度的混合反射(漫反射和定向反射),从而可更加合理、充分地回收利用间隙光。
31、其次,除了在光能的回收上更加充分外,高反射釉层中复合结构的设计极大地降低了整个釉层内的独立孔隙、贯通孔隙的存在,使得釉层结构更加致密,更加稳定可靠,避免了后期存放、测试过程中的水汽侵入,釉层的水汽绝缘和电气绝缘性能也得到更好的提升且性能保持更为持久,使得组件长期使用下的耐候性测试更加可靠。
32、再次,高反射釉层与基材玻璃的接触区域中,绝大多数接触区域以反射层非侵蚀性接触为主,极少部分接触区域以表层连续密实接触,这一结构设计降低了釉层与基材玻璃连续密实接触点的面积,从而可在最大程度上降低因釉层对基材玻璃的侵蚀及两种材料物理特性上的差异对基材玻璃载荷的影响,为光伏玻璃变大减薄提供更可靠、更安全的釉料方案。将本发明提供的具有复合结构的高反射釉层设置于基材玻璃的表面后,基材玻璃的载荷几乎不受影响,落球冲击高度接近裸片玻璃。
33、此外,除了在光能的回收上更加充分外,表面设置有具有复合结构的高反射釉层的背板玻璃具有极高的光回收利用率,全波段(380-1200nm)上的反射曲线整体抬升,最大反射区间(480-980nm)也更加贴合光伏电池的光谱响应波段,即反射率最高点后移至480-980nm,更加契合电池片最佳响应波段。
34、综上,本发明提供的具有复合结构的高反射釉层表面致密且具有明显分层的结构,可以形成多梯度反射,具有优异的反射能力,从而可以更加充分地回收利用间隙光;同时釉层的水汽绝缘和电气绝缘性能也得到了较大幅度地提升,pct96小时测试、pid192小时测试均通过。此外,设置有所述具有复合结构的高反射釉层的背板玻璃的载荷几乎不受影响,丝印面空白任意位置落球与裸片落球高度无异,非丝印面十字交叉处落球冲击高度接近裸片玻璃。
1.一种具有复合结构的高反射釉层,其设置于基材玻璃上,其特征在于,所述具有复合结构的高反射釉层包括表层和反射层,所述表层覆盖于所述反射层的表面和侧面且表层的末端与所述基材玻璃的表面接触;
2.根据权利要求1所述的高反射釉层,其特征在于,所述表层还包含白色填料,所述白色填料均匀分布于高温粘结相堆积层中。
3.根据权利要求2所述的高反射釉层,其特征在于,所述白色填料包括钛白粉,以表层的总重量为100%计,表层中tio2的含量≤50%,优选为25-45%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高反射釉层,其特征在于,所述表层的白度l值≥98.5。
5.根据权利要求1-3任一项所述的高反射釉层,其特征在于,所述表层中的高温粘结相的d97≤8μm。
6.根据权利要求1所述的高反射釉层,其特征在于,所述反射层中的白色填料包括钛白粉、硫酸钡、硅微球、瓷粉中的至少一种,以反射层的总重量为100%计,反射层中白色填料的含量≥40%,优选为40-60%。
7.根据权利要求1或6所述的高反射釉层,其特征在于,所述反射层的白度l值≥98.5。
8.根据权利要求1或6所述的高反射釉层,其特征在于,所述反射层中的白色填料的d97小于10μm。
9.根据权利要求1-3及6任一项所述的高反射釉层,其特征在于,所述表层的厚度占所述高反射釉层总厚度的1/4-1/2,所述反射层的厚度占所述高反射釉层总厚度的1/2-3/4。
10.根据权利要求1-3及6任一项所述的高反射釉层,其特征在于,所述表层的厚度为5-20μm,所述反射层的厚度为8-25μm。
11.根据权利要求1-3及6任一项所述的高反射釉层,其特征在于,所述具有复合结构的高反射釉层的厚度为18-30μm。
12.根据权利要求1-3及6任一项所述的高反射釉层,其特征在于,所述反射层和所述表层之间以及所述反射层和所述基材玻璃的表面之间均具有清晰的分界。
13.权利要求1-12任一项所述的具有复合结构的高反射釉层的制作方法,其特征在于,所述制作方法包括:
14.根据权利要求13所述的制作方法,其特征在于,所述涂覆包括印刷、辊涂或者喷涂。
15.根据权利要求13或14所述的制作方法,其特征在于,所述随炉钢化的温度为690-740℃,时间为90-115s。
16.一种背板玻璃,包括基材玻璃和设置于其表面的釉层,其特征在于,所述釉层为权利要求1-12任一项所述的具有复合结构的高反射釉层。
17.一种光伏组件,其特征在于,所述光伏组件包含权利要求16所述的背板玻璃。
18.根据权利要求17所述的光伏组件,其特征在于,所述光伏组件为双玻光伏太阳组件。
