光伏组件钢化玻璃的问题

光伏组件钢化玻璃的问题

1.0绪论

在光伏组件生产过程中，钢化玻璃是一种重要的辅料。组件的工作环境非常恶劣，如遇到冰雹等恶劣天气，对组件的辅料提出严厉的挑战。钢化玻璃作为组件的正面，钢化玻璃抗机械强度高，能有效保护组件免受各种物体的撞击，起到保护组件的作用。

2.0钢化玻璃简介

2.1制作工艺

钢化玻璃是平板玻璃的二次加工产品，钢化玻璃的加工可分为物理钢化法和化学钢化法。

物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃。它是将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度（600℃）时，通过自身的形变消除内部应力，然后将玻璃移出加热炉，再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面，使其迅速且均匀地冷却至室温，即可制得钢化玻璃。这种玻璃处于内部受拉，外部受压的应力状态，一旦局部发生破损，便会发生应力释放，玻璃被破碎成无数小块，这些小的碎片没有尖锐棱角，不易伤人。

化学钢化玻璃是通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度，一般是应用离子交换法进行钢化。其方法是将含有碱金属离子的硅酸盐玻璃，浸入到熔融状态的锂（Li＋）盐中，使玻璃表层的Na＋或K＋离子与Li＋离子发生交换，表面形成Li＋离子交换层，由于Li＋的膨胀系数小于Na＋、K＋离子，从而在冷却过程中造成外层收缩较小而内层收缩较大，当冷却到常温后，玻璃便同样处于内层受拉，外层受压的状态，其效果类似于物理钢化玻璃。

2.2特点

钢化玻璃强度高，其抗压强度可达125MPa以上，比普通玻璃大4～5倍；抗冲击强度也很高，用钢球法测定时，0.8kg的钢球从1.2m高度落下，玻璃可保持完好。钢化玻璃的弹性比普通玻璃大得多，一块1200mm×350mm×6mm的钢化玻璃，受力后可发生达100mm 的弯曲挠度，当外力撤除后，仍能恢复原状，而普通玻璃弯曲变形只能有几毫米。

热稳定性好，在受急冷急热时，不易发生炸裂是钢化玻璃的又一特点。这是因为钢化玻璃的压应力可抵销一部分因急冷急热产生的拉应力之故。钢化玻璃耐热冲击，最大安全工作温度为288℃，能承受204℃的温差变化。

2.3使用注意事项

使用时应注意的是钢化玻璃不能切割、磨削，边角不能碰击挤压，需按现成的尺寸规格选用或提出具体设计图纸进加工定制。用于大面积的玻璃幕墙的玻璃在钢化上要予以控制，选择半钢化玻璃，即其应力不能过大，以避免受风荷载引起震动而自爆。

3.0玻璃原片经过钢化后对透光率有什么影响？

如上所述，钢化玻璃的制作过程中并没有从本质上改变其成分或结构，只是增大了它的抗机械强度，因此，钢化玻璃加工前后，透光率并没有发生改变，钢化之后对透光率没有影响。

4.0玻璃上什么样的花纹会提高透光率？

为了提高钢化玻璃的透光率，减少光线的反射，通常在钢化玻璃非绒面做表面压花处理。降低光线的反射率，使其具有在各种角度入射条件下都有极高的太阳光透过率。表面花纹有两种类型：一种为菱形，另一种为六角形。这种压花设计既不会降低阳光的透过率，还可以减少阳光的反射，起到很好的提高透射率的作用。

5.0镀膜玻璃和常规太阳能组件用玻璃有何区别？有何优缺点？

5.1镀膜玻璃

镀膜玻璃（Reflectiveglass）也称反射玻璃。镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，以改变玻璃的光学性能，满足某种特定要求。镀膜玻璃按产品的不同特性，可分为以下几类：热反射玻璃、低辐射玻璃、Low-E、导电膜玻璃等。

光伏行业常用的镀膜玻璃一般为热反射镀膜钢化玻璃。热反射玻璃一般是在玻璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜，使产品呈丰富的色彩，对于可见光有相当的透射率，对红外线有较高的反射率，对紫外线有较高吸收率，因此，也称为阳光控制玻璃。

5.2优缺点

1、优点：（热反射）镀膜玻璃能够有效地反射红外线，降低组件的工作温度，从而减少组件功率损耗，减少高温对组件原材料使用寿命的影响。同时大量的吸收紫外线，减少紫外线对EV A、背板的原材料的损伤。

2、缺点：由于镀膜玻璃的膜层在玻璃表面，所以在镀膜玻璃的运输、使用时，必须注意保护表面膜层，以防造成膜面脱落。镀膜玻璃的成本要高于普通钢化玻璃。

6.0钢化玻璃表面存在划伤、气泡、黑点、爆边、水纹、结石等对组件会有什么影响？

钢化玻璃是一种预应力玻璃，内部处于应力平衡状态，任何缺陷都会使之成为应力不均衡点，会造成钢化玻璃的自爆。

A．玻璃中有结石、杂质：玻璃中有杂质是钢化玻璃的薄弱点，也是应力集中处。特别是结石若处在钢化玻璃的张应力区是导致炸裂的重要因素。

结石存在于玻璃中，与玻璃体有着不同的膨胀系数。玻璃钢化后结石周围裂纹区域的应力集中成倍地增加。当结石膨胀系数小于玻璃，结石周围的切向应力处于受拉状态。伴随结石而存在的裂纹扩展极易发生。

B．玻璃中含有硫化镍结晶物。硫化镍夹杂物一般以结晶的小球体存在，直径在0.1—2㎜。外表呈金属状，这些杂夹物是NI3S2，NI7S6和NI—XS，其中X=0—0.07。只有NI1—XS相是造成钢化玻璃自发炸碎的主要原因。

已知理论上的NIS在379℃时有一相变过程，从高温状态的a—NIS六方晶系转变为低温状态B—NI三方晶系过程中，伴随出现2.38%的体积膨胀。这一结构在室温时保存下来。如果以后玻璃受热就可能迅速出现a—B态转变。如果这些杂物在钢化玻璃受张应力的内部，则体积膨胀会引起自发炸裂。如果室温时存在a—NIS，经过数年、数月也会慢慢转变到B 态，在这一相变过程中体积缓慢增大未必造成内部破裂。

C．玻璃表面因加工过程或操作不当造成有划痕、炸口、深爆边等缺陷，易造成应力集中或导致钢化玻璃自爆。

7.0小结

为了提高组件的整体性能，各辅料厂家都在想尽办法提高其产品对组件的增益性能。钢化玻璃作为组件正面的保护材料，其抗冲击强度等基本要求都可以满足，如何提高光线透射率，减少光线发射，降低组件温度，减少紫外线入射等是玻璃厂商需要重视的问题。