[发明专利]具有疏水和光谱选择性的太阳电池用玻璃及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳电池用玻璃的技术领域，特别是涉及一种具有疏水效果和光谱选择性的太阳电池用玻璃及其制作方法。

背景技术

随着全球能源危机的日益加剧，晶硅太阳能电池作为清洁新能源，被广大科技工作者和能源行业所看好，发展前景及商机巨大。由于晶硅太阳能发电技术中的主体——晶硅无法长时间暴露于外界环境中，太阳电池用玻璃是目前保护晶硅的最佳封装材料之一。随着晶硅太阳能技术的发展，目前其太阳能转换效率已达到了20％以上，基本达到了瓶颈，进一步提升其转换效率是该领域内所有技术人员的理想及工作目标。

众所周知，决定晶硅太阳能光伏电池效能最重要的因素为光电组件中的晶硅技术，其次为保护光电组件中的太阳电池用玻璃的光学特性。而提高太阳电池用玻璃的光学特性远比开发更高转换率的晶硅来得容易，成本低得多。目前大量使用的太阳电池用玻璃是低铁超白压花玻璃1’(如图1所示)，其一面为绒面2’，一面为压花面3’，即花纹面，在用作晶硅太阳能电池的封装玻璃时，绒面朝向外界环境，起到漫反射的作用，降低反射光能；压花面朝向晶硅，主要功效为加强太阳电池用玻璃与EVA胶膜的粘结力。这种低铁超白压花玻璃(市售产品)的透光率在91.5％左右，而其反射光损失率高达5％左右，被玻璃吸收的光能达到3％～4％。高达5％左右的反射光损失率如果能够运用来发电，将大大降低太阳能发电的成本。近两年来，随着减反射镀膜技术的不断成熟，通过在玻璃表面镀制多孔二氧化硅减反射膜层来降低反射损失、提高太阳电池用玻璃的透光率的技术在国内主要太阳电池用玻璃生产厂家已得到了广泛的运用，2012年中国减反射镀膜太阳电池用玻璃的年产能已超过了6000万m²以上。

由于晶硅太阳电池发电的特点(无日照的情况下，光电转换效率大幅度降低)决定了电站的建立需要的场地极大，同时需要建造在日照时间长，全年晴日多的地理位置，因此包括中国在内的太阳能电站大部分分布在沙漠、戈壁等地带，这些地方满足了晶硅太阳电池发电的优良条件，但同时也具有了雨水少、风沙大等气候特点。目前市面上的减反射镀膜太阳电池用玻璃，绝大部分表现为亲水性，其水接触角在20°～30°之间。这种减反射镀膜太阳电池用玻璃作晶硅太阳电池的封装组件时，表面容易堆积灰尘，遇到小量降水时，容易在组件表面堆积污垢，不但起不到提高组件光电转换效率的作用，甚至比使用普通非镀膜太阳电池用玻璃的组件发电量更低，需要清洗后方能恢复。这就给电站运营过程了带来了额外的清洗成本，间接的造成能光伏发电电价的上升。在当前国内光伏发电并网难的情况下，一定程度上出现了阻力。

此外，用于晶硅太阳能电池组件封装的EVA胶膜，其成分为乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物，综合性能良好，是目前光伏组件中最常用的封装材料，但EVA自身化学结构不稳定，耐老化性能相对较差，虽然现有技术在EVA胶膜中添加了紫外吸收剂、紫外光稳定剂、抗氧化剂和交联剂等各种不同的添加剂来提高其耐老化性能，但仍有很多不足，在使用过程中常出现黄变、脱层、气泡、腐蚀电极等现象，严重影响了组件的性能和使用寿命。

有关实验数据表明，使用EVA胶膜的晶硅太阳电池组件在1000h紫外照射加湿热试验后(试验条件：波长280nm～360nm，辐射强度为0.63W/(m²·nm)，温度为保持60℃4h后在50℃冷凝4h循环)，没有使用任何紫外吸收剂、稳定剂和交联剂的情况下，最大输出功率、最佳工作电流和短路电流的衰减达到了40％以上，使用了紫外吸收剂、稳定剂和交联剂的情况下，最大输出功率、最佳工作电流和短路电流的衰减能稳定到20％以下，但衰减低于15％是目前能够达到的极限。

因此，发明一种能够降低反射率的具有疏水效果和光谱选择性的太阳电池用玻璃，是本领域的发展方向之一。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种能够降低反射率的具有疏水效果和光谱选择性的太阳电池用玻璃，以所述玻璃为基片，在所述基片的其中一面上由下至上依次设有用于吸收380nm波长以下光谱的光谱选择膜层和用于减少吸附的疏水膜层。

所述基片为一面为绒面、一面为压花面的低铁超白压花玻璃，所述光谱选择膜层和疏水膜层设在所述绒面上。

所述基片的折射率为1.52-1.55。

所述光谱选择膜层由折射率n₂为1.80-2.00，厚度d₂为65-80nm的光谱选择复合凝胶形成。