光伏玻璃對組件轉換功率的影響

劉鵬程 馬素良 潘新征

(河南安彩高科股份有限公司，河南 安陽 455000)

雖然光伏行業受當前歐美金融危機的影響陷入低谷，但受世界能源緊缺和環境污染雙重壓力的影響，開發和利用太陽能成為了各國可持續發展戰略的重要組成部分，太陽能光伏產業越來越受到廣泛的重視。但決定晶硅太陽能光伏電池轉化效能的因素為與光能轉換效率有關的各種變因中，最重要的決定因素為光伏電池組件中的晶硅技術，其次為保護光伏電池組件的光伏玻璃，由于晶硅無法長時間暴露于外界環境中，光伏玻璃是目前保護晶硅且自身透光率較高的最佳材料之一，因此光伏玻璃的光學特性是除晶硅技術外一大重要變因。太陽能電池轉換效率每增加1個百分點，發電成本可降低7%左右。但二者相比較，保持和提高光伏玻璃的光學特性遠比開發更高轉換率的晶硅來的容易，成本低得多，所以開發并生產出透光率更高的光伏玻璃，無論組件廠商還是在終端市場上的需求都是非常迫切的。

增加光伏玻璃的透光率的方法主要是兩個，其一是在玻璃表面壓花制作漫反射面(如當前的光伏壓延玻璃)，但這種玻璃的透光率最高只能達到92%。其二是利用光的干涉原理在光伏壓延玻璃的表面增加一層增透膜，這樣玻璃的透光率最高能達到95%左右。

一 光伏壓延玻璃花型與透光率的關系

1.壓花與光學原理的關系

光伏壓延玻璃其壓花的目的是增加透光率，道理很簡單，太陽光照在一個平面上會有很多光被反射了，所以透到晶硅電池片上的就少了。但是如果把它弄成一口井樣的形狀，光的反射會大大的降低，從而提高透光率。

當光線入射玻璃時，表現有反射、吸收和透射三種性質。光線透過玻璃的性質，稱為“透射”，以透光率表示。光線被玻璃阻擋，按一定角度反射出來，稱為“反射”，以反射率表示。光線通過玻璃后，一部分光能量被損失，稱為“吸收”，以吸收率表示。三者之間的關系公式為:

根據上述公式可以看出如想提高透光率，就必須降低反射率和吸收率。

對于平面玻璃，在入射角不大于30度的情況下，反射率基本取決于折射率。

Rp=［n/cosi2－1/cosi1］/

［n/cosi2+1/cosi1］Rs=［ncosi2－cosi1］/

［ncosi2+cosi1］R=1/2［Rp+Rs］

上式可見，對于壓花玻璃，尤其是那種壓花深度較大的表面，因為入射光投射到壓花面的入射角各點變化極大，反射率不僅與折射率有關，更多的是與入射角有關，也就是與花型有關，即通常所說的花型形狀、尺寸大小、傾斜角度等因素有關。

2.花型與透光率的關系

太陽能超白玻璃的正面以不同程度的朦朧紋面(俗稱絨面)處理減少光的反射，反面用特殊花型極大地增強了玻璃的太陽斜角度滲透率，加上產品本體高透光率，使得太陽能超白玻璃能在太陽光長期照射下確保優質的透光率和透能率，從而使太陽能電池組件具有更高的光能轉換率。

目前常見的壓延玻璃有:正面為絨面反面為六邊形、四邊菱形、四邊形及正反雙絨面等幾種壓花類型。通過以上幾種花型玻璃透過率的比較，可以看出六邊形要高于四邊形和四邊菱形。而雙絨面玻璃的透光率要比單絨面的高1－2個百分點，但受到成型工藝及壓延輥制作工藝的限制，目前雙絨面玻璃的生產、使用還沒有大范圍推出。

同時光伏玻璃受外部工作環境的影響，即長期的風化作用，增透的效果會有所削弱;另外受光伏玻璃厚度、強度的影響，花型不可能凹下去很深(一般花型深度為20～30絲)，也就是說花型深度與玻璃的透光率在一定范圍內成正比關系，但此范圍有局限性。

二 光伏壓延玻璃的增透深加工

由于現有光伏壓延玻理的可見光透過率已經達到92%左右，受生產工藝、成型花型等因素的影響，光伏玻璃的透光率提高的空間已經不大。另外，由于光伏玻璃一般都是安裝在荒郊野外，工作環境惡劣，時間一長，玻璃表面極易變臟，有的光伏玻璃可見光透過率甚至只有最初的70%，大大影響了發電效率，上述問題，已成為制約太陽能光伏產業發展的瓶頸。而利用光的干涉原理增加一層自潔增透膜的做法可使光伏玻璃的透光率增加2～3%，達到95%左右，完全滿足行業需求。

增透鍍膜主要由二氧化硅和特定的添加劑組成，多孔二氧化硅薄膜具有優秀的透光率、減反射性能和高的熱阻成為理想的光伏玻璃鍍膜材料。同時兼具一定的憎水性，具備自清潔功能，可有效降低整體太陽能光伏電池效能隨著使用時間的衰減速度，避免因表面污染引起的效能降低。進而保持太陽能光伏電池的轉換效率，達到增透增益效果。

光伏玻璃的增透深加工工藝主要有:提拉(浸涂)法、噴涂法、輥涂法、磁控濺射等。輥涂法生產自潔鍍膜光伏玻璃的原理是:通過輥筒涂膜機將自潔鍍膜液均勻涂布到光伏玻璃表面，經表干、加熱固化后再進入鋼化爐得到自潔鍍膜光伏玻璃。因輥涂法與噴涂法鍍膜工藝相比，產品表面膜層的均勻度大幅度提高;相比提拉法鍍膜工藝，生產效率也得到了極大的提高;同樣，因輥涂工藝相對于磁控濺射工藝成本又相對比較低，國內大部分光伏玻璃生產廠家都介入或由別的研究路線中轉入到輥涂工藝制備自潔鍍膜光伏玻璃的研究中，隨著研究的深入，輥涂法生產的自潔鍍膜光伏玻璃已投入到市場中，并逐步得到客戶的認可。

三 總結

通過上述對影響光伏玻璃增透率幾種因素的簡單闡述，我們可以看出，在當前的市場環境下，提高光伏玻璃自身的透光率要比提高晶硅電池片的技術來的快些。但最終太陽能光電轉換技術的提高還有待晶硅技術的突破及新的光電轉換材料的發明。