一种双玻太阳能电池组件用高反射低温结晶玻璃浆料及其制备方法与流程

1.本发明属于玻璃浆料技术领域，具体涉及一种双玻太阳能电池组件用高反射低温结晶玻璃浆料及其制备方法。


背景技术：

2.双玻太阳能电池组件用高反射低温结晶玻璃浆料主要涂覆在双玻太阳能电池组件的背板玻璃上的硅片透光处，并进行整体钢化，将硅片连接处漏过的太阳光再次反射至硅片上加以利用，提高整个组件的输出功率，此浆料层对太阳光具有较高的反射率才能有效提高提高整个组件的输出功率。双玻太阳能电池组件需长期暴露在外界环境中，在高温高湿的环境下，空气中的水汽极易进入密封不好的组件内部，且此浆料层直接与eva/poe接触，因此需要其有优异的耐酸性能，才能抵抗eva/poe水解产生的醋酸的侵蚀。另外，组件的潜在电势诱导衰减性能(pid)决定双玻太阳能电池组件的使用寿命，根据国际标准，测试完成后最大输出功率较初始功率衰减应小于5％，才能保证双玻太阳能电池组件在一定时间的使用下仍然具有较高的光电转换效率。
3.现阶段有较多的双玻太阳能电池组件用高反射玻璃浆料，例如ferro和江苏拜富科技的光伏玻璃浆料，但其耐酸性能、反射率和pid等无法同时具有较高的标准。中国专利cn 110256897 a公布的方案有效提高光伏背板玻璃的反射率和发电效率，增加组件功率，同时可以取代现有eva胶膜，防止eva 分解产生醋酸腐蚀电池。此油墨虽然耐酸性能较好且具有82％以上的反射率，但其成本较高且不能确保通过pid测试。


技术实现要素：

4.针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种双玻太阳能电池组件用高反射低温结晶玻璃浆料及其制备方法，本发明制得的玻璃浆料耐酸性进一步提升，反射率高，pid测试后最大输出功率较初始功率衰减应小于5％。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种双玻太阳能电池组件用高反射低温结晶玻璃浆料，包括以下组分及其质量百分数为：钛白粉25～38％，低熔点玻璃粉42～59％，水性调墨油15～21％，所述低熔点玻璃粉包括以下组分及其质量百分数：30～52％的sio2，11～24％的 b2o3，0～20的bi2o3，1～15％的zno，0～5％的zro2，0～4％的mgo，0～5％的 cao，2～14％的bao，0～8％的na2o，2～13％的k2o，0～3％的al2o3，5～12％的tio2，所述钛白粉粒径为300～1000nm。
7.进一步地，所述钛白粉为纳米金红石型钛白粉。
8.进一步地，所述低熔点玻璃粉的制备方法为：称取低温玻璃粉的原料sio2、 b2o3、bi2o3、zno、zro2、mgo、cao、bao、na2o、k2o、al2o3和tio2投入混料机中混合，形成均匀的玻璃混合料；将获得的玻璃混合料放入马弗炉中进行熔融，保温，待熔体均化、澄清后即形成均匀的玻璃液；将得到的玻璃液倒入去离子冷水中冷却破碎，湿磨，烘干，过筛，得到低熔点玻璃
粉；
9.进一步地，所述熔融温度为1000～1250℃，保温时间为30分钟；
10.进一步地，所述湿磨步骤使用行星球磨机时间湿磨3小时；
11.进一步地，所述过筛步骤使用250目网筛。
12.本发明另一目的是提供上述双玻太阳能电池组件用高反射低温结晶玻璃浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
13.(1)按比例称取低熔点玻璃粉、钛白粉和调墨油，在搅拌桶中以100转/ 分钟的速度搅拌60分钟后，得到均匀的混合物料；
14.(2)研磨，将所得混合物料用砂磨机粗研磨，再用三辊研磨机混合，即得到成品双玻太阳能电池组件用高反射低温结晶玻璃浆料。
15.进一步地，所述钛白粉，低熔点玻璃粉，水性调墨油质量分数依次为： 25～38％，42～59％，15～21％。
16.进一步地，所述低熔点玻璃粉包括以下组分及其质量百分数：30～52％的 sio2，11～24％的b2o3，0～20％的bi2o3，1～15％的zno，0～5％的zro2，0～4％的mgo，0～5％的cao，2～14％的bao，0～8％的na2o，2～13％的k2o，0～3％的al2o3，5～12％的tio2。
17.进一步地，所述钛白粉粒径为300～1000nm。
18.进一步地，所述钛白粉为纳米金红石型钛白粉。
19.进一步地，所述低熔点玻璃粉地制备方法包括以下步骤：将玻璃混合料放入马弗炉中进行熔融，保温，待熔体均化、澄清后即形成均匀的玻璃液；将得到的玻璃液倒入去离子冷水中冷却破碎，湿磨，烘干，过筛，得到低熔点玻璃粉。
20.进一步地，所述熔融温度为1000～1250℃，保温时间为30分钟。
21.进一步地，所述湿磨步骤使用行星球磨机时间湿磨3小时。
22.进一步地，所述过筛步骤使用250目网筛。
23.进一步的，所述混合物料研磨步骤为用砂磨机粗研磨一遍后再使用三辊研磨机混合3～5遍。
24.本发明还有另一目的是提供上述双玻太阳能电池组件用高反射低温结晶玻璃浆料的使用方法，包括以下步骤：
25.将高反射低温结晶玻璃浆料采用丝网印刷于玻璃背板上，然后在700℃下钢化105秒，即可。
26.进一步的，所述玻璃背板为2mm光伏背板压花玻璃；
27.进一步的，所述丝网的目数为140目。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
29.1.本发明制得的玻璃浆料，引入纳米级的钛白粉诱导析晶行为，提高了浆料层的遮盖能力，使浆料对光源的反射率提高至85％以上；2.酸性溶液中浸泡 30分钟釉面无变色，无脱落，表明本浆料耐酸性能进一步提升；3.pid测试196 小时后最大输出功率较初始功率衰减小于3％，大大提高了双玻太阳能电池组件的寿命。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明实施例所采用的低熔点玻璃粉配方如表1中所示；
32.本发明实施例所采用玻璃粉料、钛白粉和调墨油如表2中所示；
33.表1高反射低温结晶玻璃浆料中低熔点玻璃粉配方
[0034] f
‑
1f
‑
2f
‑
3f
‑
4f
‑
5sio2(％)51.835.236.130.030.0b2o3(％)11.012.223.210.210.2bi2o3(％)0.07.74.020.020.0na2o(％)4.87.82.00.00.0zno(％)1.315.06.13.03.0zro2(％)3.20.81.14.64.6mgo(％)0.32.23.81.61.6cao(％)0.04.71.80.50.5bao(％)7.62.04.013.913.9k2o(％)12.84.29.42.02.0al2o3(％)2.00.03.02.22.2tio2(％)5.28.25.512.03.0熔融温度(℃)12501150110010001250
[0035]
本发明实施例1、2、3、4和对比例1、2、3、4所采用的制备过程如下：
[0036]
1)按表1中f
‑
1～5配方中所述准确称取制备双玻太阳能电池组件用高反射低温结晶玻璃浆料中低熔点玻璃粉的原料sio2、b2o3、bi2o3、zno、zro2、 mgo、cao、bao、na2o、k2o、al2o3和tio2投入混料机中混合，形成均匀的玻璃混合料；将上述玻璃混合料放入马弗炉中进行熔融，熔融温度为f
‑
1～5 所对应的熔融温度，保温时间为30分钟，待熔体均化、澄清后形成均匀的玻璃液；将熔液倒入去离子水中水淬得到碎玻璃块；将碎玻璃块在行星球磨机中湿磨3小时，烘干，过250目网筛后即得到低熔点玻璃粉。
[0037]
2)按表2照配比称量玻璃粉料、钛白粉和调墨油后，在搅拌桶中以100 转/分钟的速度搅拌60分钟后，得到混合物料；将所得混合物料过砂磨机粗研磨一遍，得粗研磨物料；将所得粗研磨物料使用三辊研磨机混合3～5遍后，即得到成品双玻太阳能电池组件用高反射低温结晶玻璃浆料。
[0038]
表2高反射低温结晶玻璃浆料中各组分及所占比例
[0039] 玻璃粉种类玻璃粉(％)钛白粉(％)调墨油(％)实施例1f
‑
1592516实施例2f
‑
2553015实施例3f
‑
3443620实施例4f
‑
4423821对比例1f
‑
5423821对比例2f
‑
1423821
对比例3f
‑
2423821对比例4f
‑
4592516
[0040]
3)将上述实施例1～4和对比例1～4分别通过丝印的方式将双玻太阳能电池组件用高反射低温结晶玻璃浆料通过140目网版印刷至2mm光伏背板压花玻璃上，并在700℃下钢化105秒后对各项性能进行检测，性能参数及结果如表3所示：
[0041]
表3实施例1～4和对比例1～4性能检测
[0042][0043]
综上，在实施例1～4中，f
‑
1～4配方体系中钛白粉含量较多，使其析晶程度较高，且在油墨过程中加入纳米尺度的钛白粉，钛白粉作为成核位点诱导了实施例1～4中油墨的析晶行为，且析出晶相为含钛的复杂氧化物。析晶行为的出现不仅提高了浆料层的遮盖能力，降低了可见光的透过程度，并增加了反射率至85％以上，显著提高了双玻太阳能电池组件的输出功率。浆料层中大量细小晶体的出现也使得耐酸性能进一步提升，防止在高温高湿环境下eva/poe 的水解后形成的醋酸对其产生缓慢而长期的侵蚀。晶粒的大量存在也提高了浆料层的致密程度，形成致密的物理阻隔，降低了活性离子在玻璃内部的大量迁移而导致整个组件功率的衰减，使得组件经过pid测试196小时后最大输出功率较初始功率衰减小于3％，大大提高了双玻太阳能电池组件的寿命。
[0044]
对比例1中的低熔点玻璃粉f
‑
5为f
‑
4中部分氧化钛用氧化硅替换所得，由于其钛白粉的降低，导致其析晶趋势大幅度减弱，不能对料浆层的遮盖能力有明显提升，反射率和耐酸均不能满足要求。且对比例2～4在进行了适当的油墨配比更改之后，油墨附着力和耐酸性能均有明显降低，并且pid的衰减功率也会大幅度降低。
[0045]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精
神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。