CN102219375A - 太阳能超白压延玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能超白压延玻璃,所述太阳能超白压延玻璃以氧化物质量百分比计算,其组成如下:SiO2为72.0%-75.2%、Al2O3为1.0%-2.4%、R2O为13.2%-15.0%、CaO为8.5%-10.5%、MgO为0-3.6%、Sb2O3为0.15%-0.38%、Fe2O3为≤0.01%;此外,本发明还涉及了一种上述太阳能超白压延玻璃的制备方法,其包括如下步骤:步骤一:选定原料为石英砂、氢氧化铝或三氧化二铝、石灰石、纯碱、芒硝、白云石、三氧化二锑以及碎玻璃,在配料后混合;步骤二:熔化、澄清;步骤三:压延成型;步骤四:退火后得到所述太阳能超白压延玻璃。采用本发明的制备方法生产出一种太阳能超白压延玻璃具有透光率高、耐腐蚀性能好、抗风化性能好、寿命长等优点,可用于光电转换的太阳能发电组件。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制造技术,尤其涉及一种太阳能超白压延玻璃及其制备方法。
背景技术
太阳能是一种取之不竭用之不尽的新能源。在国家新能源政策的导向和全球性新能源开发的趋势下,开发绿色能源和循环再生能源的行业逐渐成为朝阳行业。目前,单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池的发展最为迅猛,它们都需要一种盖板玻璃。因晶体硅电池光电转化效应的波长在300-1200nm,故盖板玻璃一般采用超白压花玻璃,要求该波长范围内的透过率尽可能的高,市场上普通的压花玻璃的透过率在91%左右。
如有一篇中国专利,其公开号为CN101161600A,公开日为2008年4月16日,名称为“一种太阳能超白压花玻璃及其制造方法和应用”,该专利申请公开了一种太阳能超白压花玻璃化学成分和含量要求(质量百分比),其中精石英砂SiO2含量≥99.00%、Fe2O3含量≤0.04%,白云石CaO含量≤31.00%、Fe2O3含量≤0.1%,石灰石CaO含量≥55.00%、Fe2O3含量≤0.02%,氢氧化铝中Al2O3含量≥60.00%、Fe2O3含量≤0.01%,纯碱中Na2CO3含量≥99.00%、Fe2O3含量≤0.0005%,硝酸钠中NaNO3含量≥99.00%、Fe2O3含量≤0.0005%。
如另一篇中国专利,其公开号为CN101041551A,公开日为2007年9月26日,名称为“一种太阳能电池封装玻璃”,该专利申请公开了一种太阳能电池封装玻璃的组分如下:按重量%计,SiO255.6-85.1%、Al2O30.2-2.2%、CaO3.8-11.8%、K2O 0.5-5.9%、Na2O 9.5-19.5%、Fe2O3和MgO共为0.9-5.9%,其中 Fe2O3的量为0.0001-0.009%。
以上专利申请所公开的配方范围广,原料纯度要求高,成本较高,不利于大规模生产。为此,有必要对现有的太阳能超白压延玻璃及其制备方法进行改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种具有透光率高、耐腐蚀性能好、抗风化性能好、寿命长、对原料纯度要求不高、成本低、易于大规模生产的太阳能超白压延玻璃及其制备方法,以解决现有技术中对原料纯度要求高以及成本较高等问题。
解决本发明的技术问题所采用的技术方案是:提供一种太阳能超白压延玻璃,所述太阳能超白压延玻璃以氧化物质量百分比计算,其组成如下:SiO2为72.0%-75.2%、Al2O3为1.0%-2.4%、R2O为13.2%-15.0%、CaO为8.5%-10.5%、MgO为0-3.6%、Sb2O3为0.15-0.38%、Fe2O3为≤0.01%。
在本发明的太阳能超白压延玻璃中,所述R2O为Na2O、K2O中的一种或两种,其中K2O含量0-1.5%。
在本发明的太阳能超白压延玻璃中,所述太阳能超白压延玻璃中还包括质量百分比为0.005%-0.03%的Nd2O3以及0.005%-0.03%的Er2O3。
此外,本发明还提供了上述太阳能超白压延玻璃的制备方法,其包括如下步骤:
步骤一:选定原料为石英砂、氢氧化铝或三氧化二铝、石灰石、纯碱、芒硝、白云石、三氧化二锑以及碎玻璃,在配料后混合;
步骤二:熔化、澄清;
步骤三:压延成型;
步骤四:退火后得到所述太阳能超白压延玻璃。
在本发明的制备方法中,所述每一种原料中铁含量质量百分比小于0.02%。
在本发明的制备方法中,所述步骤一中的混合是用铝制或不锈钢或非金属材料制成的容器,控制原料中含铁量的质量百分比小于0.01%。
在本发明的制备方法中,所述步骤一中的配料是原料经电磁振动喂料机进入称斗,由电子计算机自动控制电子称进行计量配料,所述步骤一中的混合包括将称好的原料送入混合机混合,同时自动加水和加蒸汽,含水量的质量百分比为3-7%。
在本发明的制备方法中,所述步骤二中的熔化温度为1500℃-1600℃、澄清温度为1520℃-1560℃。
在本发明的制备方法中,所述压延成型包括玻璃液自溢流口流出进入成型段,通过压延机压延成型,成型温度1160-1200℃,压延速度145-200m/h。
在本发明的制备方法中,所述退火包括玻璃液经压延机成型后进入退火窑退火,退火温度80℃-590℃,退火时间25-40分钟。
与现有技术相比,本发明的配方更为精准,更加合理利用原材料,减少对高品位原料的依赖性,对保护环境具有重要意义。通过添加氧化镁,提高了玻璃的机械性能,降低了自爆几率;通过添加氧化锑,加速澄清,提高玻璃液的熔化质量,提高成品玻璃质量。普通超白玻璃一般略带一点黄色或绿色,而通过添加微量的氧化钕和氧化铒,其本身着色为粉红色或紫色,可以通过颜色互补,使玻璃的颜色最终呈无色的状态。本发明采用更为广泛和普通的原材料,通过严格的工艺控制和措施,生产出一种300-1200nm波长范围内太阳能透过率不小于91.8%的太阳能超白压延玻璃,具有透光率高、耐腐蚀性能好、抗风化性能好、寿命长等优点,可用于光电转换的太阳能发电组件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供一种太阳能超白压延玻璃,所述太阳能超白压延玻璃以氧化物质量百分比计算,其组成如下:SiO2为72.0%-75.2%、Al2O3为1.0%-2.4%、R2O为13.2%-15.0%、CaO为8.5%-10.5%、MgO为0-3.6%、Sb2O3为0.15-0.38%、Fe2O3为≤0.01%。其中,所述R2O为Na2O、K2O中的一种或两种,其中K2O含量0-1.5%。
形成各组分的原料包括:
序号 | 名称 | 化学成分 | 性能参数(质量百分比) |
1 | 石英砂 | SiO2 | ≥99.3%,含Fe2O3≤0.015% |
2 | 氢氧化铝 或三氧化二铝 | Al(OH)3 /Al2O3 | ≥99.0% |
3 | 石灰石 | CaO | ≥54.0% |
4 | 纯碱 | Na2CO3 | ≥99.0% |
5 | 芒硝 | Na2SO4 | ≥99.0% |
6 | 白云石 | CaCO3 MgCO3 | CaCO3≥53.0% MgCO3≥44.1% |
7 | 三氧化二锑 | Sb2O3 | ≥99.0% |
8 | 氧化钕 | Nd2O3 | ≥99.0% |
9 | 氧化铒 | Er2O3 | ≥99.0% |
所述太阳能超白压延玻璃中还包括质量百分比为0.005%-0.03%的Nd2O3以及0.005%-0.03%的Er2O3。加入微量的Nd2O3和Er2O3主要作用是补色。普通超白玻璃一般略带一点黄色或绿色,而通过添加氧化钕和氧化铒,其本身着色为粉红色或紫色,可以通过颜色互补,使玻璃的颜色最终呈无色的状态。玻璃着色稀土离子在高温下具有稳定而鲜艳的颜色,用来掺入料液中,制造各种颜色的玻璃。钕、铒、铈等稀土氧化物都是极佳的玻璃着色剂,当添加稀土着色剂的透明玻璃吸收波长为400~700nm的可见光时,呈现出美丽的彩色。氧化钕 加入钠-钙玻璃和铅玻璃中,玻璃颜色的深浅取决于玻璃的厚度和钕的含量以及光源的强弱,薄玻璃呈淡粉红色,厚玻璃呈兰紫色,这种现象称为钕的双色性;氧化铒用在光致变色玻璃和水晶玻璃中呈粉红色。通过添加微量该化合物,可以使玻璃着色粉红色与本身的黄色中和(互补),减轻玻璃肉眼观察的颜色,基本显现为无色,提高外观质量。
此外,本发明还提供了上述太阳能超白压延玻璃的制备方法,其包括如下步骤:
步骤一:选定原料为石英砂、氢氧化铝或三氧化二铝、石灰石、纯碱、芒硝、白云石.三氧化二锑以及碎玻璃,在配料后混合;
步骤二:熔化、澄清;
步骤三:压延成型;
步骤四:退火后得到所述太阳能超白压延玻璃。
在本发明的制备方法中,所述每一种原料中铁含量质量百分比小于0.02%。所述步骤一中的混合是用铝制或不锈钢或非金属材料制成的容器,控制原料中含铁量的质量百分比小于0.01%。所述步骤一中的配料是原料经电磁振动喂料机进入称斗,由电子计算机自动控制电子称进行计量配料,所述步骤一中的混合包括将称好的原料送入混合机混合,同时自动加水和加蒸汽,含水量的质量百分比为3-7%。所述步骤二中的熔化温度为1500℃-1600℃、澄清温度为1520℃-1560℃。所述压延成型包括玻璃液自溢流口流出进入成型段,通过压延机压延成型,成型温度1160℃-1200℃(最好是1170℃-1190℃),压延速度145-200m/h。所述退火包括玻璃液经压延机成型后进入退火窑退火,退火温度80℃-590℃,退火时间25-40分钟。
以下通过多个实施例来举例说明太阳能超白压延玻璃的不同组成及其制备方法等方面。
实施例1
按照以下配方:以质量百分比计,SiO2为75.2%、Al2O3为1.4%、Na2O为 13.2%、K2O为1.2%、CaO为8.5%%、MgO为0.2%、Sb2O3为0.29%、0.005%的Nd2O3,0.005%的Er2O3的比例计算配合料需要量,这些原料经电磁振动喂料机进入称斗,由电子计算机自动控制电子称进行计量配料,称量后配合料被送入混合机混合,同时自动加水和加蒸汽,含水量的质量百分比为7.0%;配合料经过输送机输送到窑头料仓,并经过大型斜毯式投料机把配合料加入到熔窑中。原料在熔窑中经熔化、澄清、冷却等步骤,得到可以成型的均匀无气泡的玻璃液,其中熔化温度为1500℃-1600℃、澄清温度为1520℃-1560℃。熔化好的玻璃液自溢流口流出进入成型段,通过压延机压延成型,成型温度1160-1200℃,压延速度145-200m/h;玻璃经压延机成型后进入退火窑退火,退火温度80℃-590℃,退火时间25-40分钟;退火后的玻璃经过检验、切裁、包装,最终得到成品。
实施例2
按照以下配方:以质量百分比计,SiO2为73.0%、Al2O3为2.4%、Na2O为13.2%、K2O为0.04%、CaO为8.8%、MgO为2.4%、Sb2O3为0.15%、0.01%的Nd2O3,0.02%的Er2O3的比例计算配合原料需要量,这些原料经电磁振动喂料机进入称斗,由电子计算机自动控制电子称进行计量配料,称量后配合料被送入混合机混合,同时自动加水和加蒸汽,含水量的质量百分比为4.0%;配合料经过输送机输送到窑头料仓,并经过大型斜毯式投料机把配合料加入到熔窑中。原料在熔窑中经熔化、澄清、冷却等步骤,得到可以成型的均匀无气泡的玻璃液,其中熔化温度为1500℃-1600℃、澄清温度为1520℃-1560℃。熔化好的玻璃液自溢流口流出进入成型段,通过压延机压延成型,成型温度1170-1185℃,压延速度145-200m/h;玻璃经压延机成型后进入退火窑退火,退火温度80℃-590℃,退火时间25-40分钟;退火后的玻璃经过检验、切裁、包装,最终得到成品。
实施例3
按照以下配方:以质量百分比计,SiO2为72.0%、Al2O3为1.0%、Na2O为 14.0%、K2O为0.1%,CaO为10.5%、MgO为2.0%、Sb2O3为0.34%、0.03%的Nd2O3、0.03%的Er2O3的比例计算配合原料需要量,这些原料经电磁振动喂料机进入称斗,由电子计算机自动控制电子称进行计量配料,称量后配合料被送入混合机混合,同时自动加水和加蒸汽,含水量的质量百分比为4.5%;配合料经过输送机输送到窑头料仓,并经过大型斜毯式投料机把配合料加入到熔窑中。原料在熔窑中经熔化、澄清、冷却等步骤,得到可以成型的均匀无气泡的玻璃液,其中熔化温度为1500℃-1600℃、澄清温度为1520℃-1560℃。熔化好的玻璃液自溢流口流出进入成型段,通过压延机压延成型,成型温度1175-1180℃,压延速度145-200m/h;玻璃经压延机成型后进入退火窑退火,退火温度80℃-590℃,退火时间25-40分钟;退火后的玻璃经过检验、切裁、包装,最终得到成品。
实施例4
按照以下配方:以质量百分比计,SiO2为72.5%、Al2O3为1.5%、Na2O为14.0%、K2O为0.5%、CaO为8.5%、MgO为2.6%、Sb2O3为0.36%、0.02%的Nd2O3、0.02%的Er2O3的比例计算配合原料需要量,这些原料经电磁振动喂料机进入称斗,由电子计算机自动控制电子称进行计量配料,称量后配合料被送入混合机混合,同时自动加水和加蒸汽,含水量的质量百分比为3.0%;配合料经过输送机输送到窑头料仓,并经过大型斜毯式投料机把配合料加入到熔窑中。原料在熔窑中经熔化、澄清、冷却等步骤,得到可以成型的均匀无气泡的玻璃液,其中熔化温度为1500℃-1600℃、澄清温度为1520℃-1560℃。熔化好的玻璃液自溢流口流出进入成型段,通过压延机压延成型,成型温度1160-1185℃,压延速度145-200m/h;玻璃经压延机成型后进入退火窑退火,退火温度80℃-590℃,退火时间25-40分钟;退火后的玻璃经过检验、切裁、包装,最终得到成品。
现有技术配方范围广,原料纯度要求高,成本较高,本发明所述配方更为精准,更加合理利用原材料,减少对高品位原料的依赖性,对保护环境具有重 要意义。通过添加氧化镁,提高了玻璃的机械性能,降低了自爆几率;通过添加氧化锑,加速澄清,提高玻璃液的熔化质量,提高成品玻璃质量。本发明采用更为广泛和普通的原材料,通过添加氧化钕和氧化铒,经过颜色互补机理,获得无色高透过率的超白玻璃。本发明采用更为广泛和普通的原材料,通过添加氧化钕和氧化铒,经过颜色互补机理,获得无色高透过率的超白玻璃。通过严格的工艺控制和措施,生产出一种300-1200nm波长范围内太阳能透过率不小于91.8%的太阳能超白压延玻璃,具有透光率高、耐腐蚀性能好、抗风化性能好、寿命长等优点,可用于光电转换的太阳能发电组件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能超白压延玻璃,其特征在于:所述太阳能超白压延玻璃以氧化物质量百分比计算,其组成如下:SiO2为72.0%-75.2%、Al2O3为1.0%-2.4%、R2O为13.2%-15.0%、CaO为8.5%-10.5%、MgO为0-3.6%、Sb2O3为0.15%-0.38%、Fe2O3为≤0.01%。
2.如权利要求1所述的太阳能超白压延玻璃,其特征在于:所述R2O为Na2O、K2O中的一种或两种,其中K2O含量0-1.5%。
3.如权利要求1所述的太阳能超白压延玻璃,其特征在于:所述太阳能超白压延玻璃中还包括质量百分比为0.005%-0.03%的Nd2O3以及0.005%-0.03%的Er2O3。
4.一种太阳能超白压延玻璃的制备方法,其包括如下步骤:
步骤一:选定原料为石英砂、氢氧化铝或三氧化二铝、石灰石、纯碱、芒硝、白云石、三氧化二锑以及碎玻璃,在配料后混合;
步骤二:熔化、澄清;
步骤三:压延成型;
步骤四:退火后得到所述太阳能超白压延玻璃。
5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述每一种原料中铁含量质量百分比小于0.02%。
6.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述步骤一中的混合是用铝制或不锈钢或非金属材料制成的容器,控制原料中含铁量的质量百分比小于0.01%。
7.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述步骤一中的配料是原料经电磁振动喂料机进入称斗,由电子计算机自动控制电子称进行计量配料,所述步骤一中的混合包括将称好的原料送入混合机混合,同时自动加水和加蒸汽,含水量的质量百分比为3-7%。
8.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述步骤二中的熔化温度为1500℃-1600℃、澄清温度为1520℃-1560℃。
9.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述压延成型包括玻璃液自溢流口流出进入成型段,通过压延机压延成型,成型温度1160℃-1200℃,压延速度145-200m/h。
10.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述退火包括玻璃液经压延机成型后进入退火窑退火,退火温度80℃-590℃,退火时间25-40分钟。
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