一種抗pid光伏玻璃的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及玻璃技術領域，特別涉及一種抗PID光伏玻璃。
【背景技術】
[0002] 通常在鈉鈣硅酸鹽玻璃生產中，為了促進配合料熔化，都要在玻璃成分中加入一 定量的Na2〇,通常Na2〇主要使用純堿引入，其用量在配合料中的含量占據第二位的位置，在 現有的普通鈉鈣硅酸鹽玻璃中Na2〇的含量占重量百分比的14 wt.% -15 wt.%，且現有的 普通鈉鈣硅酸鹽玻璃中不含硼。
[0003] 平板玻璃的基本使用性能表現為以下幾方面： 1.玻璃的化學穩定性 平板玻璃在使用過程中要受到水、酸、堿、鹽及其它化學氣體的侵蝕，輕者使玻璃表面 出現虹彩、白色霧斑，使玻璃變得晦暗，不僅影響玻璃光澤和美觀，更主要的是降低透光率， 影響使用，重者使玻璃之間互相粘連，致使玻璃報廢。玻璃對這些侵蝕的抵抗能力被稱為化 學穩定性。
[0004] 水或水汽(潮氣)對玻璃的侵蝕是日常中最常見的一種，其侵蝕機理:玻璃表面的 某些尚子吸附了大氣中的水分子，這些水分子以〇『尚子基團的形式覆蓋在玻璃表面上， 形成一薄膜層，如果玻璃化學組成中NaO和K 20的含量少，這種薄膜層形成后就不再發展，如 果玻璃化學組成中含堿性氧化物較多，則被吸附的水膜會變成堿金屬氫氧化物的溶液，并 進一步吸收水分，使玻璃表面受到破壞。同時釋出的堿在玻璃的表面不斷積累，濃度越來越 高，ΡΗ值迅速上升，最后對玻璃的侵蝕加劇。其化學反應式如下： (03Si)-0-Na+ + H20 =(03Si)-OH + NaOH (03Si)-OH + 3/2 H20 = Si(0H)4 Si(0H)4 + NaOH = 〔Si(0H)30〕Na + H2O 為了使玻璃被水侵蝕的速度變慢以致停頓，一方面在薄膜內的一定厚度中，要缺乏Na+ 離子，另一方面隨著Na+含量的降低，其它組分如堿土金屬或其它二價金屬離子的含量相 對上升，這些二價陽離子對Na+離子的"抑制效應"（阻擋作用）加強，因而使H+ - Na+離子 交換緩慢，在玻璃表層中，第一個反應幾乎不能繼續進行，從而第二、第三個反應式相繼停 止，結果玻璃在水汽(潮氣）中的溶解量幾乎不再增加，水對玻璃的侵蝕也就停止了。
[0005] 隨著光伏組件大規模使用，在高溫、潮濕的條件下，電池組件的封裝材料、上、下表 面材料，電池片與其接地金屬邊框之間有一個負偏壓，在高電壓作用下出現離子迀移，呈現 漏電流現象，從而造成組件功率在短時間內快速衰減，此現象稱為PID效應(Potential Induced Degradation)，又稱電位誘導衰減。PID效應對太陽能電池組件的輸出功率影響 巨大，是光伏電站發電量的"恐怖殺手"，是目前光伏發電亟待解決的課題。
[0006] PID效應與太陽能電池組件構成、封裝材料、所處環境溫度、濕度和電壓有著緊密 的聯系。
[0007] 太陽能電池組件由玻璃+ EVA +電池片+ EVA + TPT +邊框構成。
[0008] 目前對組件發生PID效應的真正原因說法不一，比較典型的解釋有以下四步過程： (1)水氣進入組件:潮濕、高溫的環境容易產生水蒸氣，水蒸氣通過封邊硅膠或背板進 入組件內部;在實際的應用條件下，上午太陽初升后的一段時間內，往往是PID效應相對強 烈的時段，原因是晶體硅光伏組件在經歷了一個不發電的夜晚以后，其表面會有凝露現象 發生(特別是夏、秋季節的露水），會造成光伏系統在早晨太陽初升后的一段時間內，在其表 面較為潮濕的情況下，玻璃當中的Na+離子從玻璃當中游離出來，并承受系統負偏置電壓。
[0009] (2)水導致EVA水解產生醋酸:EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)的酯鍵在遇到水后發生 反應，生成可自由移動的醋酸； (3)醋酸與玻璃表面析出的堿反應產生可以自由移動的Na+:醋酸侵蝕玻璃表面，析出 Na+，游離Na+在電池內部電場作用下移動至電池表面，造成玻璃體電阻降低;來自于鈉鈣玻 璃的Na+是形成上述具有PID效應的漏電流的主要載流介質。
[0010] 可以自由移動的醋酸(CH3C00H)和高溫高濕情況下玻璃表面析出的堿反應后，產 生了可以自由移動的Na'Na+在電壓作用下從玻璃向電池片表面移動，正離子移動的速度受 膠膜、溫度、濕度和電壓的影響，鈉離子擴散進入電池起到供應原子的作用，并富集到減反 層。具體模式:在負偏壓的作用下，漏電流由電池片-EVA-玻璃表面-邊框-支架，最終流 向大地，輸出功率衰減，PID現象產生，從而影響電池的光伏效應。
[0011] 根據對PID效應的分析可以得出兩種處理方案，一種是從組件側考慮，另一種是從 逆變器側考慮。
[0012] 1、從組件側考慮： ① 采用非Na+玻璃或低Na+玻璃，提高玻璃的體電阻，阻斷漏電流通路的形成； ② 采用非乙烯一醋酸乙烯共聚物的封裝材料。
[0013] 特點：從材料上抑制PID效應，安全、可靠，但非Na+玻璃的成本高昂，采用低Na+玻璃 有一定可能性。
[0014] 有文獻報道，當把含鈉離子的玻璃更換成石英玻璃后，在同樣的測試條件下，沒有 PID現象被發現。
[0015] 2、從逆變器側考慮： 采用組件負極接地的方式，防止負偏壓造成的漏電流形成。
[0016] 特點:處置方案簡便、成本低、效果顯著，但負極直接接地會造成安全隱患，威脅電 站的正常運行和運維安全。逆變器負極接地后，若發生組件正極接地故障則會造成電池板 短路，而運維人員如若接觸到正極則會發生電擊危險，所以負極接地電路必須具有異常電 流監測及分斷保護系統，方可在抑制PID效應的同時保障電站設備的運行安全。
[0017] 2.玻璃的熱膨脹系數和熱穩定性 玻璃的熱膨脹系數取決于玻璃成分中陽離子和氧離子之間的吸引力及網絡形成物的 多少。吸引力越大，膨脹越小；網絡形成物越多，膨脹越小，反之造成網絡斷裂的氧化物增 多，膨脹系數就大。SiO#PB2〇 3是能形成網絡的氧化物，使膨脹系數降低，Na20是使網絡斷裂 的氧化物，使膨脹系數變大。
[0018] 玻璃經受劇烈的溫度變化而不破壞的性能稱為玻璃的熱穩定性，提高玻璃熱穩定 性的途徑主要是降低玻璃的熱膨脹系數。含有大量堿性氧化物(例如Na 20)的玻璃，熱穩定 性較差，Si02含量高，堿性氧化物含量低的硼硅酸鹽玻璃具有較高的熱穩定性。
[0019] 3.玻璃的硬度和脆性 玻璃硬度決定于組成原子的半徑、電荷大小，并與堆積密度有關。網絡生成體離子(如 Si2+、B3+)使玻璃硬度提高，而網絡外體離子(如Na+)則使玻璃硬度降低。各種組成對玻璃硬 度提高的作用大致為： Si〇2〉B2〇3〉MgO〉Ai2〇3〉F2〇3〉K2〇〉Na2〇〉PbO 玻璃的脆性隨著加入離子R+和R2+半徑的增大而上升。為了獲得硬度高而脆性小的玻 璃，可在玻璃中引入半徑小的陽離子如:MgO、B2〇3、BeO、Li20等組分。
[0020] 4·玻璃的密度 玻璃密度與成分關系密切，隨著成分中氧化物離子半徑的增大，玻璃的密度增加。同一 種氧化物在玻璃中的配位狀態改變時，對其密度也產生明顯影響。玻璃成分中以B2〇3取代部 分Na20后，由于B 3+離子半徑0.027nm小于Na+離子0.102nm，所以，一種抗PID光伏玻璃的密度 比普通鈉鈣硅酸鹽玻璃密度要小。
[0021] 由上述可知，現有的普通鈉鈣硅酸鹽玻璃存在化學穩定性差(抗PID效應差)缺點、 玻璃膨脹率高、玻璃熱穩定性差，硬度低等缺點。
【發明內容】
[0022] 本發明的目的是為了解決現階段普通鈉鈣硅酸鹽玻璃存在化學穩定性差(特別是 光伏組件PID效應)缺點、玻璃膨脹率高、玻璃熱穩定性差，硬度低等缺點，而提出的一種抗 PID光伏玻璃。
[0023]為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案： 一種抗PID光伏玻璃(抗PID光伏玻璃），包括普通鈉鈣硅酸鹽玻璃的基本組份，其特征 在于，把普通鈉鈣硅酸鹽玻璃的基本組份中氧化鈉的含量按重量百分比減少了1.5 wt.%~ 2.8 wt·%，同時加入了按重量百分比為0.5 wt·%~1 wt·%的新組份氧化硼。
[0024] 在上述技術方案的基礎上，可以有以下進一步的技術方案： 由以下重量百分比的組份構成：Si〇2 71.0 wt·%~73.0 wt.%、Al2〇3 0.9 wt·%~1.5 wt.%、Fe2〇3〇.009 wt·%~0.012 wt.%、CaO 8 wt·%~10 wt.%、MgO 2.5 wt·%~3.9 wt·%、 Na2〇 12.5 wt.%~13.0 wt.%、B2〇3〇.5 wt.%~1.5 wt.%、Sb2〇3〇.18 wt.%~0.22 wt.%，上 述組份構成了超白壓延玻璃； 上述超白壓延玻璃由以下重量百分比的原料制成的：娃砂59 wt.%~62 wt.%、純堿 16.5 wt·%~17.0 wt·%、方解石4 wt·%~7 wt·%、白云石8 wt·%~15 wt·%、錯粉0.85 wt·% ~1.5 wt·%、硼酸 1.0 wt·%~2.0 wt·%、復合澄清劑 1.2 wt·%~1.5 wt·%。
[0025] 所述超白壓延玻璃組份