1.1 太阳能压延玻璃基本特性

太阳能压延玻璃主要用于太阳能行业中晶硅光伏组件、光热组件、平板集热器等的盖板和背板。因太阳能压延原片玻璃的抗冲击强度、透光率等性能都较低,为了满足太阳能组件盖板和背板露天使用时高透光、高强度、高硬度、抗冲击、耐候性等方面的需求,原片玻璃必须经镀膜、钢化深加工后方能使用,对用于组件背板的玻璃还要进行钻孔、丝网印刷。

太阳能压延玻璃深加工后可以使用在太阳能行业做封装材料,主要取决于它具有以下基本特性。

① 具有优良的光学性质。光线照射到太阳能压延玻璃封装的太阳能组件盖板玻璃表面时,有93.5%的光线能透过玻璃表面,起到为组件提供更多太阳能的作用,剩余部分的光线一部分被反射回空气中,另一部分与玻璃中的原子(离子)、电子相互作用时被吸收。

② 具有很好的硬度。太阳能压延玻璃一般采用钠钙硅酸盐玻璃系统。钠钙硅酸盐玻璃硬度因化学组成不同而不同,一般为莫氏硬度6~7,玻璃的硬度高,不受风沙、清洗刷损伤,对组件起到很好的保护作用。

③ 具有良好的力学性能。钠钙硅酸盐玻璃是典型的脆性材料,厚度不同其力学性能各不相同。2~5mm的原片玻璃在90~360MPa冲击力作用下易破碎,钢化后的玻璃抗冲击强度和抗弯强度是未钢化玻璃的3~5倍,从而起到保护组件不受外力损伤破坏的作用。

④ 具有很好的密实度。太阳能压延玻璃的孔隙率为0,故可认为玻璃是绝对密实的材料。

⑤ 具有较高的化学稳定性。太阳能压延玻璃在正常使用情况下对水、酸、化学试剂或气体等恶劣环境具有较强的抵抗能力,但不耐碱性物质侵蚀。玻璃在储存过程中如果保管不当,长期受到侵蚀介质的腐蚀,其化学稳定性会变差,出现霉变现象。

⑥ 具有较稳定的电学性质。太阳能压延玻璃在常温下属绝缘体,随着温度提高,导电性迅速提高,在熔融状态下,是良性导体。

⑦ 具有较好的热稳定性。压延钢化玻璃的耐急冷急热性质比普通玻璃高3~5倍,并且可承受250℃以上的温差变化,是普通玻璃的3倍,对防止热炸裂有明显的效果。

⑧ 安全性好。当玻璃被外力破坏时,碎片会成类似蜂窝状的碎小钝角颗粒,不易对人体造成伤害。

但太阳能压延玻璃也有其不足之处:

① 具有较大的脆性。原片玻璃的最大弱点是脆性大,原片玻璃的脆性是由其结构特点决定的,远程无序性使其没有屈服极限阶段,而近程有序性使其在低温下裂纹扩展而不产生塑性变形,呈现典型的脆性,在一定条件下,裂纹尖端处产生较大拉应力而出现脆性断裂。当原片玻璃温度低于 530~590℃时,玻璃处于脆性状态,高于此温度玻璃的结构发生一定的变化;温度高于 700℃时,玻璃软化呈现可塑性。为了降低其脆性,提高其抗冲击强度,要对原片玻璃重新进行热处理,即钢化深加工。

② 钢化玻璃强度虽然比普通玻璃大,但是,若钢化玻璃中存在非玻璃体物质而造成应力集中,当超过一定界限时,钢化玻璃在温差变化大的情况下有自爆(自己破裂)的可能性,而普通玻璃不存在自爆的可能性。

③ 导热性差。玻璃不同于金属,玻璃中金属离子很少,其结构又具有无序性,增加了玻璃的热阻,其导热性能降低,称之为热的不良导体。玻璃的热导率是铁的 1/400,即玻璃的导热性能差。当玻璃局部受热时,这些热量不能及时传递到整块玻璃上,玻璃受热部位产生膨胀,使玻璃产生内应力而造成玻璃破裂。同样,温度较高的玻璃局部受冷时也会因出现内应力而破裂。