3.3.2 镀膜玻璃
玻璃材料及结构直接决定了有多少光线能够入射到太阳电池表面,从而影响光伏组件的发电量,因此如何提高玻璃的透光率和减少灰尘对玻璃的遮挡成为行业关注的焦点。若能够减少玻璃表面的光反射,就可有效增加其透光率,从而提高光伏组件的发电效率。
行业通常通过在玻璃表面刻蚀特定结构或在玻璃表面镀一层低折射率的SiO2膜层,以增加透光率。后者因工艺控制简单、折射率可调节性强、非常适合工业化生产,成为光伏行业广泛使用的技术手段。常见的镀膜工艺有磁控溅射法、化学气相沉积法和溶胶-凝胶法等,其中溶胶-凝胶法因其生产工艺简单、设备成本较低,目前在镀膜行业被广泛运用,在玻璃表面增加一层SiO2膜后,玻璃透光率可提升1.8%~3.0%,见图3-3,从而提高光伏组件的功率输出。
图3-3 镀膜玻璃与未镀膜钢化玻璃的透光率比较
玻璃表面镀膜除了可以提高玻璃的透光率,还可以实现自清洁的功能。在组件实际使用环境中,玻璃表面容易积灰,这会影响组件的输出功率和系统发电量。有数据表明,积灰影响发电量超过8%是非常常见的,因此目前市面上出现了各类具有一定自清洁功能的镀膜玻璃,主要原理是利用纳米材料来改变玻璃表面结构和表面张力,除了具备一定的陷光作用,还能使玻璃表面表现为超疏水性、超亲水性或者具有光降解功能,让灰尘等污染物不易粘附在玻璃表面,或者即便粘附,在雨水冲刷的作用下极易脱离玻璃表面,从而达到提高发电量的目的。只要性能稳定而且价格适中,具自清洁和减反射功能的光伏玻璃就能够得到光伏组件企业的广泛采用。
由于光伏组件的安装环境复杂多样,包括荒漠、田野、屋顶、海边、盐碱地、高海拔地区、积雪较重的地区等,这对镀膜玻璃的可靠性提出了很高的要求。早期的镀膜结构都是开孔结构,现在经过优化改善,都已采用闭孔结构,可靠性得到大幅提高,基本能满足户外长期使用的要求。
目前光伏组件采用的玻璃厚度已经不再局限于3.2mm、2.8mm、2.5mm、2mm,甚至0.85mm的玻璃也开始得到应用,越来越薄的玻璃给镀膜工艺带来了很大的挑战。当前镀膜工艺已经可以适用于2mm以上的物理钢化玻璃,也可以适用于压花和浮法玻璃。