一种光伏玻璃材料、其制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种光伏玻璃材料、其制备方法及其 应用。
【背景技术】
[0002] 随着国家对新能源产业政策的调整，风能、太阳能光伏发电等清洁能源越来越受 至隠视和应用。其中，太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光 能直接转化为电能。太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但 要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能 源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以 上。
[0003] 光伏发电系统主要由光伏组件、控制器和逆变器三大部分组成。常见的光伏组件 包括光伏玻璃盖板、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂胶膜、晶硅电池和背板。光伏组件是光伏发 电系统中的核心部分，其作用是将太阳能转化为电能。上述光伏玻璃盖板、乙烯-醋酸乙烯 共聚物树脂胶膜和背板都具有其特定的作用，以保证晶硅电池在高效利用太阳能的同时也 有一个相对较长的使用寿命。其中，光伏玻璃盖板位于光伏组件正面的最外层，在户外环境 下，直接接收阳光照射。光伏玻璃盖板利用其良好的物理性能为光伏组件提供良好的机械 性能，保护组件;光伏玻璃盖板利用其高的透射率为电池提供光能。
[0004] 现有的光伏玻璃盖板由以下方法制得:将石英砂、长石、白云石、石灰石、纯碱和硫 酸钠送入窑内，依次进行熔化、成型和退火，得到光伏玻璃盖板。但是现有的光伏玻璃盖板 不利于电池的光电转换，使得光伏组件的光伏发电量较低。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光伏玻璃材料、其制备方法及其应用，本发 明提供的光伏玻璃材料应用于光伏组件中，有利于电池的光电转换，提高光伏发电量。
[0006] 本发明提供了 一种光伏玻璃材料，以重量份数计，包括以下组分：
[0007] Si〇2 55~85份、AI2O3 0.5~2份、CaO 3.5~11份、碱金属氧化物13~19份、铁的氧 化物0~0.01份和氧化钨0.01~2份。
[0008] 优选地，包括氧化钨0.05~1.8份。
[0009] 优选地，包括氧化钨0.1~1.5份。
[0010] 优选地，所述碱金属氧化物包括K20和Na20。
[0011] 优选地，所述铁的氧化物包括FeO和Fe2〇3。
[0012] 优选地，所述光伏玻璃材料包括Si〇2 85份、AI2O3 0.5份、CaO 3.5份、碱金属氧化 物19份、铁的氧化物0.002份和氧化钨2份；
[0013] 或所述光伏玻璃材料包括Si02 55份、AI2O3 0.5~2份、CaO 11份、碱金属氧化物13 份、铁的氧化物〇. 008份和氧化钨0.01份；
[0014]或所述光伏玻璃材料包括Si02 75份、Al2〇3 1份、CaO 8份、碱金属氧化物16份、铁 的氧化物〇. 005份和氧化钨0.1份；
[0015] 或所述光伏玻璃材料包括Si02 80份、Al2〇3 1.5份、CaO 6份、碱金属氧化物15份、 铁的氧化物〇. 004份和氧化钨1.5份。
[0016] 本发明提供了 一种上述技术方案所述光伏玻璃材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017] 将Si02、Al2〇3、CaO、碱金属氧化物、铁的氧化物和氧化钨混合，然后依次进行熔化、 成型和退火，得到光伏玻璃材料。
[0018] 优选地，所述熔化的温度为1500°C~1600°C ;熔化的时间为35~45min。
[0019] 本发明提供了一种光伏组件，所述光伏组件的玻璃盖板的材料为上述技术方案所 述光伏玻璃材料或上述技术方案所述制备方法制备的光伏玻璃材料。
[0020] 优选地，所述玻璃盖板的厚度为3.0_~4.0_。
[0021]本发明提供的光伏玻璃材料，以重量份数计，包括以下组分:Si02 55~85份、Al2〇3 0.5~2份、CaO 3.5~11份、碱金属氧化物13~19份、铁的氧化物0~0.01份和氧化妈0.01~ 2份。本发明提供的光伏玻璃材料包括氧化钨，在与其它组分的配伍下，使得光伏玻璃材料 能够降低远红外波段的透过率，有利于电池的光电转换，提高光伏组件的发电量;也能够降 低其制备的光伏组件的工作温度，更好的保护光伏组件，减缓光伏组件的老化，使用寿命 长。实验结果表明：本发明提供的光伏玻璃的400~llOOnm的透过率为91.36~91.40%;在 1000W/m 2的光强下的平均输出功率为256.8~257.1W; 5块组件30天的户外发电监测数据： 光伏组件的户外发电温度平均温度为3 6.7 °C~3 7.5 °C ;光伏组件的户外累积发电量为 109.2~110.8KWh，隔热玻璃制备的光伏组件比常规玻璃制备的光伏组件的发电量高 4.08% ;使用寿命长达25年。
【具体实施方式】
[0022]本发明提供了一种光伏玻璃材料，以重量份数计，包括以下组分：
[0023] Si02 55~85份、Ah〇3 0.5~2份、CaO 3.5~11份、碱金属氧化物13~19份、铁的氧 化物0~0.01份和氧化钨0.01~2份。
[0024]本发明提供的光伏玻璃材料包括金属氧化物，在与其它组分的配伍下，使得光伏 玻璃能够降低远红外波段的透过率，进而降低其制备的光伏组件的工作温度，更好的保护 光伏组件，减缓光伏组件的老化。
[0025]以重量份数计，本发明提供的光伏玻璃材料包括Si02 55~85份，优选为58~80 份。在本发明中，所述Si〇2形成主要的网络构架。本发明对所述Si02的来源没有特殊的限制， 采用本领域技术人员熟知的Si〇2即可，如可以采用其市售商品。
[0026] 本发明提供的光伏玻璃材料包括Al2〇3 0.5~2份，优选为0.8~1.8份。在本发明 中，所述Al2〇3能够提高光伏玻璃材料的强度和化学稳定性。本发明对所述Al 2〇3的来源没有 特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的Al2〇3即可，如可以采用其市售商品。
[0027] 本发明提供的光伏玻璃材料包括CaO 3.5~11份，优选为4~10份。在本发明中，所 述CaO能够调整光伏玻璃的黏度。本发明对所述CaO的来源没有特殊的限制，采用本领域技 术人员熟知的CaO即可，如可以采用其市售商品。
[0028] 本发明提供的光伏玻璃材料包括碱金属氧化物13~19份，优选为13.5~18.5份。 在本发明中，所述碱金属氧化物优选包括κ20和Na20;所述K20和Na 20的质量比优选为1:2~ 5:1。所述碱金属氧化物能够降低光伏玻璃的熔制温度。本发明对所述碱金属氧化物的来源 没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述碱金属氧化物即可，如可以采用其市售 商品。
[0029]本发明提供的光伏玻璃材料包括铁的氧化物0~0.01份，优选为0.001~0.008份。 在本发明中，所述铁的氧化物优选包括FeO和Fe203。在本发明中，所述FeO和Fe 203的质量比 优选为0~3:0~5，更优选为1~3:1~5。本发明对所述铁的氧化物的来源没有特殊的限制， 采用本领域技术人员熟知的上述铁的氧化物即可，如可以采用其市售商品。
[0030] 本发明提供的光伏玻璃材料包括氧化钨0.01~2份，优选为0.05~1.8份。在本发 明中，所述氧化钨能够与上述组分一起降低光伏玻璃的远红外波段透过，降低光伏组件的 工作温度。在本发明中，所述氧化钨为三氧化钨和/或二氧化钨，优选为三氧化钨。本发明对 所述氧化钨的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的氧化钨即可，如可以采用 其市售商品。
[0031] 在本发明的具体实施例中，以重量份计，所述光伏玻璃材料包括Si02 85份、Al2〇3 0.5份、CaO 3.5份、碱金属氧化物19份、铁的氧化物0.002份和氧化钨2份；
[0032] 或所述光伏玻璃材料包括Si02 55份、Al2〇3 0.5~2份、CaO 11份、碱金属氧化物13 份、铁的氧化物〇. 008份和氧化钨0.01份；
[0033]或所述光伏玻璃材料包括Si02 75份、Al2〇3 1份、CaO 8份、碱金属氧化物16份、铁 的氧化物〇. 005份和氧化钨0.1份；
[0034] 或所述光伏玻璃材料包括Si02 80份、Al2〇3 1.5份、CaO 6份、碱金属氧化物15份、 铁的氧化物〇. 004份和氧化钨1.5份。
[0035]本发明提供了一种上述技术方案所述光伏玻璃材料的制备方法，包括以下步骤： [0036]将5102)1203、0&0、碱金属氧化物、铁的氧化物和氧化钨混合，然后依次进行熔化、 成型和退火，得到光伏玻璃材料。
[0037] 本发明提供的制备方法只需将氧化钨作为玻璃组分之一，与其它组分混合，采用 成熟的玻璃制备工艺即可得到光伏玻璃。与现有技术相比，无需再玻璃盖板外膜设置红外 反射薄膜，减少了产品的制备工序和成本。
[0038] 本发明制备的光伏玻璃材料使得红外波段在玻璃中得到反射，避免了太阳能电池 与大部分红外光的直接接触，不存在因红外吸收而造成的晶硅电池的温度升高，使电池能 工作在一个相对较低的温度环境，有利于电池的光电转换，提升光伏发电量。
[0039] 本发明对光伏玻璃材料进行透光率的测试。本发明对透光率的测试方法没有特殊 的限制，采用本领域技术人员熟知的用于测试光伏玻璃透光率的技术方案即可。
[0040] 在本发明中，所述3102)12〇3工8〇、碱金属氧化物、铁的氧化物和氧化钨的来源和 用量与上述技术方案所述510 2^12〇3、0&0、碱金属氧化物、铁的氧化物和氧化钨的来源和用 量一致，在此不再赘述。
[0041] 本发明对所述熔化的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备玻璃 时的熔化技术方案即可。在本发明中，所述熔化的温度优选为1500°C~1600°C;所述熔化的 时间优选为35min~45min。本发明优选在空气助燃或全氧的气氛下进行熔化。本发明优选 在本领域技术人员熟知的玻璃熔窑中进行熔化。
[0042] 本发明将熔化产物进行成型。本发明对所述成型的方法没有特殊的限制，采用本 领域技术人员熟知的制备玻璃时的成型技术方案即可。本发明对成型的方式没有特殊的限 制，优选采用压延成型。
[0043] 本发明对退火的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备玻璃时的 退火技术方案即可。
[0044] 本发明还提供了一种光伏组件，所述光伏组件的玻璃盖板的材料为上述技术方案 所述光伏玻璃或上述技术方案所述制备方法制备的光伏玻璃材料。
[0045] 上述光伏玻璃材料作为光伏组件的玻璃盖板，避免太阳能电池与大部分有害的红 外光直接接触，使得这部分红外光在光伏玻璃中即可得到反射或截止，使得本发明提供的 光伏组件在较低的温度下工作，对光伏组件的各部件的抗老化性能可以起到有效的促进作 用，各部件的长期稳定，是光伏组件持续高效工作的重