光伏玻璃釉料反射率和附着力的影响因素*

赵田贵

(江苏拜富科技股份有限公司 江苏 宜兴 214221)

前言

世界各国都将新能源开发提上国家发展战略层面，其中太阳能是一种绿色能源，人们都在想法设法尽可能最大化地利用太阳能。我国也出台了一系列政策法规刺激太阳能产业的发展，太阳能光伏产业在国内也进入了高速的发展阶段。有些企业为了更加充分地利用太阳能，将光伏玻璃组件由单玻组件升级至双玻组件，并在电池板玻璃背面涂覆一层白色釉料，该釉料主要具有与玻璃结合性好、化学稳定性好、白度高和反射率高等性能。当光线进入双玻组件时，使其尽可能的全部反射在电池板上，以提高发电效能[1-2]。

光伏玻璃釉料的反射率直接影响着光伏组件的发电功率，其反射率越高，发电功率越大。光伏玻璃在搬运过程中，难免会有磕碰和摩擦，并且光伏组件在安装过程中，有多种材料依次组装，这就要求釉料烧结在光伏玻璃上有一定的附着力，以防被划伤或剥落。一般情况下，烧结后釉层的反射率越高，其附着力性能较差，反射率较低，则附着力性能较好。这就要求两者达到平衡，既要有高的反射率，又具有一定的附着力。

1 实验过程

1.1 实验用原料

熔剂原料：碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、氧化锌、硼酸、石英以及氢氧化铝等；

色剂原料：金红石型钛白粉；

连接料：水性调墨油。

1.2 样品的制备

1.2.1 熔剂制备：

1.2.2 釉料制备：

1.2.3 丝印：

将研磨好的釉料添加适量的稀释剂，通过网版印刷在玻璃上，然后在150 ℃、3 min～5 min烘干，待用。

1.2.4 烧结：

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

1.3 实验内容

1.3.1 熔剂配方组成对釉料反射率和附着力的影响

在前期研究基础上，本实验通过以等质量B2O3取代SiO2，X系列配方氧化物组成如表1，其他不变的工艺参数如表2。

表1 X系列配方氧化物组成(%)

表2 工艺参数

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

1.3.2 烧结温度对釉层的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 ℃和730 ℃)，其他工艺不变，得到B1、B2、B3、B4和B5样品。

1.3.3 丝印厚度对釉层的反射率和附着力的影响。

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

1.3.4 性能测试

采用柯尼卡CM-26D测色仪测量反射率，德国BYK5125百格刀测试附着力，湿膜厚度规测试釉层厚度。附着力等级判定方法如表3。

表3 百格刀附着力测试方法

续表3

2 结果与分析

2.1 熔剂配方组成对釉料的反射率和附着力的影响。

A系列样品的反射率和附着力如图1，从图中可知随着熔剂中B2O3含量的增加，A系列样品的附着力ASTM等级逐渐提高，但反射率逐渐降低。这是由于B2O3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含量较高，B2O3含量较低，其熔融温度较高，烧结程度较低，故附着力较差(3 B)。由于釉层烧结程度较差，内部结构相对疏松，测试反射率时，其光线在釉层中漫反射和散射程度较大，光线不易透过，故反射率较大(>81.5%)。当SiO2含量降低，B2O3含量升高，如样品A3和A4的熔融温度降低，釉层烧结程度较好，其附着力提高到5 B，反射率在>78%。随着B2O3含量继续增加，其反射率下降较明显，主要是由于釉层烧结较透，有部分光线穿透釉层，导致釉层反射率较低(76.7%)。

图1 A系列样品的反射率和附着力

2.2 烧结温度对釉层的反射率和附着力的影响。

B系列样品的反射率和附着力如图2，从图中可知随着烧结温度的提高，其反射率逐渐降低，附着力逐渐升高。这主要是由于在较低烧结温度时(690 ℃)，釉层还未烧熟，故附着力较差(3 B)。随着烧结温度升高到700 ℃～720 ℃，釉层烧结程度较好，其与玻璃有反应中间层，具有一定的粘结作用，附着力提高到5 B，反射率保持在78%以上。当烧结温度继续提高到730 ℃时，附着力不变，但反射率降低至77%，主要是由于釉层过烧，光线透过较多。

图2 B系列样品的反射率和附着力

2.3 丝印厚度对釉层的反射率和附着力的影响。

C系列样品的反射率和附着力如图3，从图中可知随着釉层厚度的增加，其反射率逐渐升高，附着力保持在4 B以上。当釉层厚度在15 um时，其反射率较低，仅为76.8%。釉层厚度在18 um以上，反射率增加幅度较大，这主要是由于釉层厚度越厚，阻挡光线越多，被反射的越多，故其反射率升高。釉层厚度在30 um时，附着力降低至4 B，这主要是由于釉料在烧结时需要热量，釉层越厚需要的能量越多，在同等的烧结温度，即同等的热量，釉层烧结程度越差，故附着力降低。

图3 C系列样品的反射率和附着力

3 结论

光伏玻璃釉料的反射率和附着力随着熔剂组成配方、烧结温度以及丝印厚度的变化而变化。熔剂熔融温度越低，釉层的反射率越高，附着力越差；熔剂熔融温度越低，则反之。釉料的烧结温度越低，釉层的反射率越高，附着力越差；烧结温度越高，则反之。釉料的丝印厚度越薄，釉层的反射率越低，附着力越好；丝印厚度越厚，则反之。但要保证反射率≥78%，附着力ASTM等级：4 B～5 B之间，则需要各工艺参数调节合适。