圖1:輥涂機實物圖
圖2:輥涂機原理圖
AR coating 溶液量隨時間變化曲線
AR coating(減反射鍍膜)由于可以顯著提高玻璃的透過率,進而提高光伏組件的輸出功率,目前已有廣泛的應(yīng)用,據(jù)不完全統(tǒng)計,目前約有90%的光伏組件使用帶有AR coating的光伏玻璃。本文簡要介紹了AR coating光伏玻璃的鍍膜工藝,并對不同種類AR coating的工藝適應(yīng)性做了初步探討。
AR coating光伏玻璃的加工工藝流程
如下流程圖為AR coating光伏玻璃的加工工藝,經(jīng)過鋼化工藝處理后,在玻璃表面產(chǎn)生壓應(yīng)力,內(nèi)部產(chǎn)生張應(yīng)力,從而使光伏玻璃獲得很高的強度。與此同時,AR coating經(jīng)過熱處理之后,內(nèi)部的有機物分解掉,留下無機的多孔SiO2薄膜被燒結(jié)在玻璃表面,從而保證AR coating長久的耐候性。(流程詳見配圖)
AR coating鍍膜工藝介紹
圖1為AR coating輥涂機的實物圖(詳見配圖1),圖2為AR coating輥涂機原理圖(詳見配圖2)。輥涂機各機構(gòu)作用簡介如下。
膠輥:主涂布輥,主動輥,EPDM或者PU材質(zhì),直徑300mm,根據(jù)AR coating性狀不同,硬度在30-45HS范圍內(nèi)可選;
鋼輥:上料輥,主動輥或者從動輥,也稱網(wǎng)紋輥,液槽位于膠輥和鋼輥之間,通過鋼輥上的網(wǎng)紋給膠輥上液,主要有不銹鋼及鍍鉻材質(zhì),目前也有類陶瓷材質(zhì),直徑150mm,根據(jù)AR coating的固含量差異,主流的網(wǎng)紋輥目數(shù)有60/70/80/100目;
壓輥:一般為鍍鉻鋼輥,直徑100mm,其主要作用為使AR coating在膠輥表面分布均勻;
柔性刮刀(備選):主要用于去除玻璃表面出現(xiàn)的周長印等表面缺陷
AR coating厚度的影響因素
考慮到不同的AR coating厚度對使用相同電池的光伏組件功率增益有顯著差異,實際生產(chǎn)過程需要對AR coating的厚度進行嚴格的控制,AR coating干膜的主要由鍍膜過程的濕膜厚度決定,影響濕膜厚度的因素參見如下。
膠輥和鋼輥的中心距D:膠輥和鋼輥的中心D距決定了液槽的儲液量,D值越大,在相同的轉(zhuǎn)速下,膠輥的帶液量越多,對應(yīng)的濕膜厚度越厚;
鋼輥的目數(shù):鋼輥的目數(shù)越低,相對網(wǎng)紋的寬度越寬,即鋼輥的帶液量更大,對應(yīng)的濕膜厚度越厚
膠輥/鋼輥的線速度:膠輥/鋼輥的線速度越快,相同時間內(nèi)涂布到玻璃表面的溶液量越多,對應(yīng)的濕膜越厚;
傳送帶的速度:傳送帶的速度越慢,相同時間內(nèi)涂布到玻璃表面的溶液量越多,濕膜越厚。
除此之外,鍍膜室的溫濕度也會對AR coating的厚度也會有顯著影響??紤]到輥涂機有很大的暴露表面,這會加劇AR coating溶液中溶劑的揮發(fā)造成回流溶液固含量發(fā)生變化,從而對AR coating膜厚的一致性產(chǎn)生重大影響。保證回流溶液中固含量的穩(wěn)定,進而保證AR coating膜厚的一致性,是對輥涂涂布工藝的最大挑戰(zhàn)。
不同AR coating的工藝適應(yīng)性
根據(jù)AR coating所使用溶劑種類的不同,AR coating可以分為水相和溶劑相的AR coating,其中水相AR coating使用的溶劑為去離子水,溶劑相AR coating使用的溶劑有乙醇,異丙醇以及一些不易揮發(fā)的醚類。
為了考察溶劑揮發(fā)對于AR coating溶液性能的影響,取等量的水相溶液和溶劑相溶液,放置在24攝氏度,47%相對濕度的環(huán)境中,通過測量不同時間溶液的剩余量,得出溶液量隨時間的變化曲線參見如下。
由上表可以看出,水相AR coating溶液相對穩(wěn)定,溶液量隨時間變化很小,在實際生產(chǎn)過程不需要補加額外的新鮮溶劑也可以實現(xiàn)一致膜厚AR coating玻璃的連續(xù)生產(chǎn);而溶劑相的溶液量會隨時間發(fā)生變化,回流溶液的固含量也會發(fā)生相應(yīng)的變化,進而影響到膜層厚度的一致性,。由于存在溶劑的揮發(fā),需要根據(jù)回流溶液中溶劑的揮發(fā)量來計算需要補充的新鮮溶劑計量,對于不同的環(huán)境條件,溶劑的揮發(fā)速率也會有差異,實際生產(chǎn)過程還需要根據(jù)環(huán)境的變化,對新鮮溶劑的添加劑量做相應(yīng)調(diào)整,以保證AR coating膜層厚度的一致性。
小結(jié)
本文對AR光伏玻璃的鍍膜工藝做了簡要介紹,并對不同種類AR coating的工藝適應(yīng)性進行了探討。水相AR coating因為溶劑揮發(fā)少,工藝穩(wěn)定,容易實現(xiàn)一致膜厚AR coating玻璃的連續(xù)生產(chǎn)。溶劑相AR coating因存在溶劑大量揮發(fā)的問題,生產(chǎn)過程要根據(jù)環(huán)境的變化,添加新鮮溶劑到回流的AR coating溶液中以保證溶液固含量的穩(wěn)定,需要較為復(fù)雜的工藝操作實現(xiàn)膜厚一致AR coating玻璃的穩(wěn)定生產(chǎn)。
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