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1.引言
決定晶硅太陽能光伏電池效能的因素為與光能轉(zhuǎn)化效率有關(guān)的各種變因，最重要的決定因素為光電組件中的晶硅技術(shù)，其次為保護光電組件中的光伏玻璃，由于晶硅無法長時間暴露于外界環(huán)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(xué)特性是晶硅技術(shù)外一大重要變因。然而保持和提高光伏玻璃的光學(xué)特性遠比開發(fā)更高轉(zhuǎn)換率的晶硅來的容易，成本低得多，所以開發(fā)并生產(chǎn)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。
多孔二氧化硅薄膜因具有優(yōu)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。
輥涂法生產(chǎn)AR鍍膜光伏玻璃的原理是：采用溶膠—凝膠法制備納米二氧化硅溶膠和多孔二氧化硅薄膜。首先以正硅酸乙酯（TEOS）為前驅(qū)體，氨水為催化劑制備二氧化硅溶膠，通過稀釋并加入穩(wěn)定劑、粘度調(diào)整劑、粘結(jié)劑等而得到AR鍍膜液，再通過輥筒涂膜機將AR鍍膜液均勻涂布到光伏玻璃表面，經(jīng)表干、加熱固化后再進入鋼化爐得到AR鍍膜光伏玻璃。
因輥涂法與噴涂法鍍膜工藝相比，產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)大部分光伏玻璃生產(chǎn)廠家都介入或由別的研究路線中轉(zhuǎn)入到輥涂工藝制備AR鍍膜光伏玻璃的研究中，隨著研究的深入，輥涂法生產(chǎn)的AR鍍膜光伏玻璃已投入到市場中，并逐步得到客戶的認可。本文就輥涂法生產(chǎn)AR鍍膜光伏玻璃生產(chǎn)線的設(shè)計、輥涂工藝原理、性能指標以及在線監(jiān)測系統(tǒng)等多個方面進行介紹。
2 .AR鍍膜生產(chǎn)線的設(shè)計
根據(jù)AR鍍膜光伏玻璃的生產(chǎn)原理，工藝步驟設(shè)計如圖1所示。根據(jù)各道工藝分析，設(shè)計思路如下：
2.1玻璃原片：AR鍍膜液的溶劑一般采用無水乙醇，為降低無水乙醇和光伏玻璃表面的接觸角，使鍍膜液更容易流平、鋪展，必須選用新鮮的光伏玻璃原片，制造日期保證在1個月內(nèi)。
2.2盤刷清洗：采用一道盤刷清洗，清洗過程中必須注入氧化鈰或其它拋光液，必要時加入洗潔凈等堿性清洗劑對玻璃表面的油污進行清洗，洗潔凈：水≈1：104（重量比）。
2.3 輥刷清洗：采用三道輥刷清洗，清洗過程中須注入30℃～50℃的溫水，清洗機選用三道風(fēng)刀；清洗用水采用去離子水，電阻率≥10MΩ。
2.4 預(yù)熱的目的：①使玻璃進入鍍膜段的具備一定的溫度，使AR鍍膜液表干速度加快，減少邊部收縮；②使玻璃的溫度恒定，穩(wěn)定鍍膜工藝控制參數(shù)，便于控制。
2.5 AR鍍膜：
2。5。1溶膠-凝膠法制備鍍膜玻璃需對環(huán)境的溫度、濕度進行控制，鍍膜室的溫度控制在20℃±5℃，減少鍍膜液的揮發(fā)引起的濃度變化；濕度控制在50%±5%。
2.52鍍膜室潔凈度：10萬級。
2.6 表干：表干速度是影響鍍膜質(zhì)量的一個重要工藝參數(shù)，表干速度太快導(dǎo)致膜層沒有流平的時間，而表干時間太長，導(dǎo)致進固化爐時出現(xiàn)邊部膜層收縮，所以要在表干時間和設(shè)備表干段的長度之間選擇一個合理的指標。表干時間一般在30秒～40秒為宜，根據(jù)設(shè)備的加工速度約為3米/分～5米/分，表干的長度一般設(shè)置在4米以上。鍍膜液的溶劑一般由乙醇和水組成，由于溶劑的成份決定了表干的時間，乙醇的含量越高，表干越快，水的含量高時，則表干慢。同時乙醇的含量又影響了鍍膜液的表面張力與成膜特性，所以表干時間主要決定于在鍍膜正常的情況下乙醇與水的比例，一般情況下乙醇與水的比例在7：3和9：1之間。
2.7 加熱固化：使AR膜層初步固化，具備一定的強度（粘結(jié)力和硬度），如果固化爐出口直接通過輥道連接鋼化爐，不需要人工轉(zhuǎn)移時，膜層的強度要求不高，固化溫度不需要太高，為150℃左右；而在固化爐出口需要落架轉(zhuǎn)序時，膜層必須具備相當?shù)膹姸?，便于人工轉(zhuǎn)移，這時溫度一般控制在200℃左右。
2.8 AR鍍膜生產(chǎn)線直接與鋼化爐使用輥道連接時，由于AR鍍膜生產(chǎn)線采用的是膠輥涂布，生產(chǎn)速度一般在3米/分～5米/分，按光伏玻璃的標準版面，日產(chǎn)能在4000㎡左右，光伏玻璃使用的普通鋼化爐產(chǎn)能選用日產(chǎn)能約為8000㎡左右的連續(xù)式鋼化爐，則每條鋼化爐需要配備AR鍍膜生產(chǎn)線2條。
3 AR鍍膜段的工作原理
AR鍍膜段采用輥筒涂布的方式進行，設(shè)備工作示意圖如圖2所示：
3.1 1號鋼輥的作用是與4號涂布膠輥形成凹槽，用于存放鍍膜液，同時對4號涂布膠輥不斷補充鍍膜液。
3.2 3號鋼輥的作用是與4號涂布膠輥之間形成均勻的間隙，以控制鍍膜液的用量，并使鍍膜液在4號膠輥表面均勻分布。
3.3 由于4號涂布膠輥的工作轉(zhuǎn)動方向與玻璃前進方向相反，導(dǎo)致玻璃在前進到膠輥與皮帶之間時容易造成膠輥被玻璃劃傷，因此2號膠輥旨在防止玻璃前進時造成劃傷。
結(jié)論
綜上所述，因輥涂法生產(chǎn)的AR鍍膜光伏玻璃，加工效率高、成本低，工藝實現(xiàn)簡便、易于掌握，鍍膜質(zhì)量較高，隨著各方面對AR鍍膜工藝研究的深入，已逐步取代了提拉法、噴涂法、磁控濺射等工藝并占據(jù)了主導(dǎo)的地位。在未來，因可再生能源的廣泛使用、低碳發(fā)展理念的推廣和光伏行業(yè)的巨大發(fā)展?jié)摿?，AR鍍膜光伏玻璃將隨著工藝的成熟逐步取代傳統(tǒng)的普通光伏玻璃成為晶硅光伏組件的必選材料之一，而輥涂法在AR鍍膜光伏玻璃實現(xiàn)過程中的引入，對AR鍍膜光伏玻璃的推廣具有極大的推動作用。
