太阳能玻璃及其制造

太阳能玻璃及其制造

摘要太阳能玻璃在太阳能技术的发展与利用过程中起着举足轻重的作用。本文通过对太阳能玻璃的作用及应用领域的介绍，以其制造技术为主，发展状况为辅。来探讨太阳能玻璃在太阳能利用过程中所起的关键作用。

关键词清洁，高透光率，低反射率

1 引言

自20世纪90年代以来，由于常规发电成本的上升和人们环保意识的增强，美国、日本、德国、意大利、印度等国家的建筑专家提出了“建筑物生产能源”的太阳能光伏建筑物一体化（BIPV）新概念，大大促进了太阳能光电技术的大规模开发与应用，同时太阳能玻璃的应用和研发也得到加强。

太阳电池玻璃是指用于晶体硅太阳电池盖片的高透射比玻璃；这种高透射比单片玻璃，俗称白玻璃。国内太阳能玻璃标准规定：太阳电池玻璃含铁量不得大于0.015%，可见光透射比≥91.5%（折合3mm标准厚度），太阳光直接透射比（300～2500nm）≥91.0%（折合3mm标准厚度）。太阳能玻璃从厚度上一般可以分为三类：①低铁平板玻璃，厚度为2～6mm,适用于太阳能光电幕墙、光能装换装置的基板；超薄平板玻璃，厚度为0.1～0.5mm适用于太阳能电池盖板；极超薄平板玻璃,厚度小于0.1mm，适用于宇航用太阳能电池玻璃罩等部件。[1]

本文主要通过对太阳能玻璃的应用领域及发展状况和相关的制造技术进行讨论，来介绍其在太阳能技术发展中的重要地位。

2太阳能玻璃的应用领域

太阳能集热器元件

太阳能集热器是太阳能利用的重要部件，有聚焦型太阳能集热器与玻璃护罩型太阳能集热器之分。聚焦型太阳能集热器是利用太阳能玻璃的聚焦反射，将太阳能辐射热聚焦在集热器锅炉上而加热液体，从而驱动发电机发电。玻璃护罩型太阳能集热器又有平板式与真空管两种形式。

太阳能光伏发电

在玻璃板上涂一层半导体膜用作太阳电池基板，广泛应用于光伏发电工程。在边远地区的军队和通信电气设备、农业灌溉设施及太阳能发电站。

太阳能玻璃建筑材料

将太阳能利用和建筑材料与设计结合起来，诞生了这种新型的玻璃建筑材料。如光伏屋顶建筑材料，透明光伏玻璃、光伏智能窗、光电幕墙等。

宇航用太阳能玻璃

太阳能电池是人造通讯卫星、宇航飞船、航天飞机上的能源供应系统，负责将太阳能转化为电能以维持航天器的各项工作。

3 太阳能集热器的两种类型

平板型太阳能集热器

平板型太阳能集热器主要有集热器的吸收板、平板玻璃盖片、隔热保温层、加热介质管、及外壳框架组成。而平板玻璃盖片尤为重要。与其他玻璃相比，平板玻璃最大的特

91%。

真空管式集热器

真空管式集热器主要由外管、集热板、加热介质等三大部分组成，这种真空管式集热器使用平均透光率高达91%的钠钙玻璃管。真空管式玻璃具有良好的透光性且防结雾性能好。

4太阳能玻璃的技术性能要求及发展状况

太阳光透过率要高（＞85%），吸收率和反射率要低。较高的机械强度，对风压、积雪、冰雹、热应力、投掷小石子等外力有一定的抵抗能力。化学稳定性。热稳定性高。

玻璃平整度高。玻璃表面最好有自清洁功能，减少红外线与其他有害射线的通过，延长太阳能电池的寿命。一般的玻璃满足不了上述要求，只有低铁超白浮法玻璃和低铁超白压延玻璃能满足要求。但这两种玻璃都须经过一定的处理。目前我国国内已有多家企业在进行技术攻关。其中青岛金晶股份有限公司从2004年开始，与外国公司合作进行了防眩高透高光强光伏玻璃的研发，并取得了突破，获得自主知识产权的生产技术。并于2008年3月第一片超白光伏太阳能玻璃下线，达到国际先进水平。

5 太阳能玻璃制造技术

太阳能玻璃的制造技术与普通浮法玻璃一致。所谓浮法玻璃是一种不需要经过磨光，却能得到与磨光玻璃同样的平整度、两面的平板玻璃的制造技术，被誉为是平板玻璃工业的一次革命。1952年英国A. Pilkington发明了浮法工艺。

浮法生产的成型过程是在通过保护气体（氮气或氢气）的锡槽中完成的。熔融玻璃液从池窑中连续流出并漂浮在相对密度大的锡液表面上，在重力和表面张力的作用下，玻璃液在锡液表面上铺开、摊平，形成上下表面平整的玻璃带，向锡槽尾部拉引，经抛光、拉薄、硬化、冷却后，被引上过渡辊台。辊台的辊子转动，把玻璃带拉出锡槽进入退火窑，经过退火、切裁，就得到平板玻璃产品。太阳能玻璃只是对玻璃的成分和成型工艺要求更严格。玻璃制造商已能熟练地对2～3mm薄玻璃进行钢化处理使其透光率保持较高值，而且使玻璃的强度得到较大提高。同时降低玻璃中铁的含量，提高光的透过率。

同时为了降低玻璃的表面反射率，主要采取在玻璃表面涂反射层。通常用的有真空沉积法、浸蚀法和高温烧结法。下面主要介绍浸蚀法。其主要流程为：玻璃原片→洗涤→干燥→浸入硅酸钠溶液→提取玻璃→低温烘干→二次化学处理→提取并烘干→检测（透光率、反射率等）→包装→出厂。其中日本在此方面做的较好。

由于太阳能玻璃要严格控制透光率的，因此要求原料中三氧化二铁的含量低于

0.015%。其中低铁超白玻璃，镀膜玻璃是最常见的。其中法国的圣戈班集团是世界上超

白玻璃的主要生产商，美国的PPG公司，英国的皮尔金顿、日本旭硝子公司等也能生产质量优越的低铁超白玻璃。在玻璃表面镀膜可以提高玻璃的自净能力，目前主要是在玻璃表面涂一层二氧化钛这样就可以提高玻璃的自净能力，有效解决玻璃的污染问题，提高太阳光的投射率。

6 太阳能玻璃的应用前景

在能源问题突出的今天，太阳能的利用和发展将是解决能源问题的有效方式。随着太阳能技术的发展和广泛应用，太阳能玻璃也将登上历史的舞台，在太阳能光伏发电，太阳能玻璃幕墙，宇航用太阳能电池板，以及日常生活的照明，各种用电设施的电力来源等。太阳能玻璃必将发挥更加重要的作用，必将促进太阳能在各种领域的广泛应用，为人类解决能源问题，实现可持续发展做出重要贡献。

结论：

通过以上的介绍，我们充分了解了太阳能玻璃的制造技术和应用前景对太阳能玻璃的发展现状及未来的发展方向做了展望，为我们开发出更多的太阳能玻璃提供了科学的依据。我相信在未来的发展道路上它一定可以大有所为。

参考文献：

张锐陈德良杨道媛玻璃制造技术基础北京：化学工业出版社

马眷荣罗忆刘忠伟建筑玻璃应用技术北京：化学工业出版社

最新玻璃与玻璃制品生产工艺及其质量检测标准规范全书北京：金版电子出版社

王承遇陈敏陈建华玻璃制造工艺北京：化学工业出版社

马眷荣建筑玻璃北京：化学工业出版社