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光伏玻璃

补充:0  浏览:4274  发布时间:2014-5-12

  


  光伏玻璃概述


  光伏玻璃就是超白玻璃又称无色玻璃.地铁玻璃,具有高透光率.高透明性.产品晶莹剔透家族“水晶王子”之称。透光率决定玻璃的品质,浮法玻璃的透光率为86%,而超白玻璃透光率可达92%以上。超白玻璃科技含量高,生产难度大,具有较强的获利能力。


  光伏玻璃位于组件正面的最外层,在户外环境下,直接加收阳光照射。一是利用其高的透射率为电池片提供光能,二是利用其良好的物理性能为太阳能电池组件良好的机械性能,并且保护组件不收水汽的侵蚀,阻隔氧气防止氧化.耐高低温.良好的绝缘性和来老化性能.耐腐蚀性能。


  (一)光伏玻璃的制作材料


  光伏玻璃就是超白玻璃又称无色玻璃.地铁玻璃,具有高透光率.高透明性.产品晶莹剔透家族“水晶王子”之称。透光率决定玻璃的品质,浮法玻璃的透光率为86%,而超白玻璃透光率可达92%以上。超白玻璃科技含量高,生产难度大,具有较强的获利能力。


  光伏玻璃位于组件正面的最外层,在户外环境下,直接加收阳光照射。一是利用其高的透射率为电池片提供光能,二是利用其良好的物理性能为太阳能电池组件良好的机械性能,并且保护组件不收水汽的侵蚀,阻隔氧气防止氧化.耐高低温.良好的绝缘性和来老化性能.耐腐蚀性能。


  首先是二氧化硅,其主要是起着网络形成体的作用,所以其用量占玻璃组分中的一大半;第二大用量是纯碱,主要是提供氧化钠,可以降低玻璃的熔制温度;再者是石灰石即碳酸钙和氧化镁,他们的主要作用是调整玻璃的黏度在一个合适的值,使玻璃成型时间缩短或延长,以满足成型的要求;还引入氧化铝原料,提高玻璃的物理化学性能,如强度、化学稳定性等;最后是碳和芒硝,两个联合使用,主要作用是作为澄清剂,以排除玻璃中的气泡,是玻璃中的气泡尽量少,以用来提高玻璃的透过率。 例如例如::超白压延玻璃


  超白压延玻璃是一种超透明低铁玻璃,也称低铁玻璃、高透明玻璃。它是一种高品质、多功能的新型高档玻璃品种,透光率可达91.5%以上,具有晶莹剔透、高档典雅的特性,有玻璃家族 “水晶王子”之称。超白玻璃同时具备优质浮法玻璃所具有的一切可加工性能,具有优越的物理、机械及光学性能,可像其它优质浮法玻璃一样进行各种深加工。无与伦比的优越质量和产品性能使超白玻璃拥有广阔的应用空间和光明的市场前景。


  目前,世界上只有美国PPG、法国圣戈班、英国的皮尔金顿、日本的旭硝子、中国南玻等少数企业掌握超白玻璃的生产技术,其中PPG公司技术最成熟。这些玻璃巨头为了保证对市场的相对垄断,大都采取技术封锁手段,不对外转让技术及采用限产的营销模式,这使超白玻璃在技术上和资金上具有了较高的进入门槛。高昂的价格和优良的品质,使超白玻璃成了建筑物身份的象征。


  TCO玻璃


  TCO玻璃,即透明导电氧化物镀膜玻璃,是在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜,主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。


  TCO玻璃应用在透明导电电极、高温电子器件等领域,如太阳能电池、液晶显示器、光探测器、窗口涂层等。平板显示器中,现在ITO类型的导电玻璃仍是平板显示器行业的主流玻璃电极产品。


  在太阳能电池中,晶体硅片类电池的电极是焊接在硅片表面的导线,前盖板玻璃仅需达到高透光率就可以了。薄膜太阳能电池是在玻璃表面的导电薄膜上镀制p-i-n半导体膜,再镀制背电极。


  与光伏电池的性能要求相匹配的三种TCO玻璃:


  ITO镀膜玻璃。一种非常成熟的产品,具有透过率高,膜层牢固,导电性好等特点,初期曾应用于光伏电池的前电极。但随着光吸收性能要求的提高,TCO玻璃必须具备提高光散射的能力,而ITO镀膜很难做到这一点,并且激光刻蚀性能也较差。铟为稀有元素,在自然界中贮存量少,价格较高。ITO应用于太阳能电池时在等离子体中不够稳定,因此目前ITO镀膜已非光伏电池主流的电极玻璃。


  SnO2镀膜也简称FTO,目前主要是用于生产建筑用Low-E玻璃。其导电性能比ITO略差,但具有成本相对较低,激光刻蚀容易,光学性能适宜等优点。通过对普通Low-E的生产技术进行升级改进,制造出了导电性比普通Low-E好,并且带有雾度的产品。利用这一技术生产的TCO玻璃已经成为薄膜光伏电池的主流产品。


  氧化锌基薄膜的研究进展迅速,材料性能已可与ITO相比拟,结构为六方纤锌矿型。其中铝掺杂的氧化锌薄膜研究较为广泛,它的突出优势是原料易得,制造成本低廉,无毒,易于实现掺杂,且在等离子体中稳定性好。预计会很快成为新型的光伏TCO产品。目前主要存在的问题是工业化大面积镀膜时的技术问题。


  光伏电池对TCO镀膜玻璃的性能要求镀膜玻璃的性能要求: 1.光谱透过率


  为了能够充分地利用太阳光,TCO镀膜玻璃一定要保持相对较高的透过率。目前,产量最多的薄膜电池是双结非晶硅电池,并且已经开始向非晶/微晶复合电池转化。因此,非晶/微晶复合叠层能够吸收利用更多的太阳光,提高转换效率,即将成为薄膜电池的主流产品。


  2.导电性能


  TCO导电薄膜的导电原理是在原本导电能力很弱的本征半导体中掺入微量的其他元素,使半导体的导电性能发生显著变化。这些微量元素被称为杂质,掺杂后的半导体称为杂质半导体。氧化铟锡(ITO)透明导电玻璃就是将锡元素掺入到氧化铟中,提高导电率,它的导电性能在目前是最好的,最低电阻率达10-5Ωcm量级。


  3.雾度


  为了增加薄膜电池半导体层吸收光的能力,光伏用TCO玻璃需要提高对透射光的散射能力,这一能力用雾度(Haze)来表示。雾度即为透明或半透明材料的内部或表面由于光漫射造成的云雾状或混浊的外观。以漫射的光通量与透过材料的光通量之比的百分率表示。


  一般情况下,普通镀膜玻璃要求膜层表面越光滑越好,雾度越小越好,但光伏用TCO玻璃则要求有一定的光散射能力,雾度值的大小根据吸光效率来确定。一般公认的散射理论认为接近光线波长的颗粒会促进向前散射,所以在光伏行业要求提供粒径是100-500nm的颗粒来达到要求的雾度水平。目前,雾度控制比较好的商业化TCO玻璃是AFG的PV-TCO玻璃,雾度值一般为11%~15%。其不包含散射时的直接透过率曲线。


  4.耐候性与耐久性


  TCO镀膜一般都使用“硬膜”镀制工艺,膜层具有良好的耐磨性、耐酸碱性。光伏电池在安装上以后,尤其是光伏一体化建筑安装在房顶和幕墙上时,不适宜进行经常性的维修与更换,这就要求光伏电池具有良好的耐久性,目前,行业内通用的保质期是二十年以上。因此,TCO玻璃的保质期也必须达到二十年以上。 (二)光伏玻璃的应用


  光伏玻璃是太阳能电池组件之一,太阳能组件以单晶硅或多晶硅电池为主,通过其将光能转换为电能,光伏玻璃用来封装硅片,目的可以提高其光的吸收性和广电的转换效率,是一种专用玻璃。


  (三)光伏玻璃的市场分析


  2011年国内所需超白压延玻璃1亿平方米亿平方米。。根据Isuppli预测,2011年全球光伏装机量将达22.2GW,在我国产量占据全球50%得比例,而晶硅电池占比90%的假设下,我国晶硅电池产量接近10GW,需求超白压延玻璃约1亿平方米。


  今年国内超白压延玻璃新增产能1.15亿平方米,下半年供给压力或将增大。截止2010年底,我国有压延玻璃生产线17条,日熔量3900吨。2010年已确定投资的生产线9条,新增日熔量4600吨,年产量1.15亿平方米,可满足11.5GW的装机量,相当于2011年全球新增装机量的一半。预计下半年国内压延玻璃供给压力或将增大。


  2011年全球薄膜电池用TCO玻璃市场约70亿元亿元。。目前薄膜电池投资成本低于晶硅电池,但转换效率仅5-6%,距离晶硅的14.6%仍有较大差距。预计近年晶硅电池为主的市场格局不会发生根本改变。预计2011年全球薄膜电池产量将达到4.66GW,需求TCO玻璃近7000万平方米,以100元/平方米计算,70亿元的市场容量并非特别大。


  TCO玻璃技术与玻璃技术与设备仍为国外厂商控制设备仍为国外厂商控制设备仍为国外厂商控制,,国内厂商进展慢于预期国内厂商进展慢于预期。。目前国外厂商仍旧垄断TCO市场,产品主要为在线化学气相沉积法的FTO;预计未来磁控溅射法的AZO玻璃会发展为主要品种。我国虽有TCO镀膜技术申请,但实现产业化的技术仍然来自国外;镀膜设备也为国外厂商控制。虽然国内厂商投资热情高涨,但目前只有南玻A的46平方米生产线实现量产,中航三鑫海南二线刚投产,其他厂商能否分享该行业的高利润,值得进一步跟踪。


  TCO所需超白浮法玻璃所需超白浮法玻璃国内已实现量产国内已实现量产国内已实现量产,,供应无需担忧供应无需担忧。。TCO玻璃一般以超白浮法玻璃为基板进行镀膜,目前国内的金晶科技、信义玻璃、南玻A都能量产,因而基片供应并不成为TCO玻璃的制约因素。


 

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