CN113135656A - 太阳能电池用抗pid玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池用抗PID玻璃，包括以下质量百分比的氧化物：65‑72％的二氧化硅、2‑12％的氧化钙、4‑15％的氧化钠、6‑10％的氧化镁、0.05‑2％的氧化铟及不可避免的杂质，杂质中含有氧化亚铁和氧化铁，氧化亚铁和氧化铁组成的混合物A的浓度小于100ppm且所述氧化亚铁在所述混合物A中的占比小于20％。利用本发明，可以提高光伏组件的抗PID性能，同时也能够提高玻璃本身的抗风化性能。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能玻璃技术领域，尤其涉及太阳能电池用抗PID玻璃及其制备方法。
背景技术
PID效应又称电势诱导衰减，是电池组件的封装材料和其上表面及下表面的材料，电池片与其接地金属边框之间的高电压作用下出现离子迁移，而造成组件性能衰减的现象。PID现象产生的主要原因是：(1)组件长期在高电压下工作，在盖板玻璃、封装材料、边框之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，使得电池片表面的钝化效果恶化，导致填充因子、短路电流、开路电压降低，使组件性能低于设计标准。(2)光伏组件在受到负偏压时，由漏电流阳极离子(一般为Na离子)流入电池片，降低电池的并联电阻，也就是说，半导体内会出现杂质，这些杂质会形成电池内部的导电通道，降低了组件的电流输出。(3)光伏组件的边缘容易有水汽进入，EVA发生水解后会产生醋酸，醋酸和玻璃中的钠反应，可以生成大量的自由移动的钠离子，会与电池片表面的银栅线发生反应，从而腐蚀电池栅线，导致串联电阻的升高，导致组件性能衰减。因此，钠离子(碱金属离子)的扩散会对光伏组件的使用寿命及发电稳定性会产生极大影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中太阳能电池用玻璃抗PID性能不佳的技术问题，本发明提供一种太阳能电池用抗PID玻璃及其制备方法，能够提高玻璃的抗PID性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能电池用抗PID玻璃，包括以下质量百分比的组份，所述组份均以氧化物的形式表示：65-72％的二氧化硅、2-12％的氧化钙、4-15％的氧化钠、6-10％的氧化镁、0.05-2％的氧化铟及不可避免的杂质。本发明的太阳能电池用抗PID玻璃中，减少了氧化铝的含量，可以降低玻璃熔制的温度，减少离子扩散的通道，使得碱金属离子迁移难度增大；增加了氧化铟含量，铟离子的半径较大，能够填充在玻璃网络的间隙中，可以降低离子的扩散系数，从而抑制碱金属离子移动，提高玻璃的化学稳定性；当本发明的玻璃应用在光伏组件上时可以提高光伏组件的抗PID性能，同时也能够提高玻璃本身的抗风化性能。
进一步，具体的，所述杂质中含有氧化亚铁和氧化铁，所述氧化亚铁和氧化铁组成的混合物A的浓度小于100ppm且所述氧化亚铁在所述混合物A中的占比小于20％。这样有利于提高玻璃的透光率。
进一步，具体的，所述玻璃还包括组份氧化铝，所述氧化铝的质量百分比小于10％。减少氧化铝的含量可以降低玻璃的熔制温度，减少离子扩散通道，增加碱金属离子的迁移难度。
进一步，具体的，所述玻璃还包括组份氧化锌，所述氧化锌的质量百分比小于2％。氧化锌可以降低玻璃的熔制温度。
进一步，具体的，所述二氧化硅的原料为硅砂，所述硅砂的粒径为10-40微米。硅砂的粒径大小会对玻璃的熔制产生影响，如果粒径太小，硅砂的表面积较大，表面吸附和凝聚效应也相应较大，在混料时容易发生团聚现象；如果径粒太大，硅砂的表面积较小，硅砂相互之间的接触面积也相对较小，硅砂的熔解速率较小，会出现硅砂未完全熔解而导致玻璃的熔制成功率下降。
进一步，具体的，所述混合物A中的铁元素的含量小于40ppm。铁元素的含量小于40ppm可以生产出超白玻璃。
本发明还提供了一种太阳能电池用抗PID玻璃的制备方法，包括以下步骤：
S1：将二氧化硅、氧化钙、氧化钠、氧化镁及氧化铟放入混料机中进行混合，得到混合物B；
S2：将所述混合物B和复合澄清剂放入坩埚内，再将所述坩埚放入光学熔块炉中进行加热熔化和澄清均化，得到均匀无气泡的玻璃液；
S3：将所述玻璃液倒入石墨或铸铁模具中成型，得到玻璃；
S4：将所述玻璃进行退火处理。
进一步，具体的，所述混合物B中各氧化物的质量百分比如下：所述二氧化硅的质量百分比为65-72％、所述氧化钙的质量百分比为2-12％、所述氧化钠的质量百分比为4-15％、所述氧化镁的质量百分比为6-10％以及所述氧化铟的质量百分比为0.05-2％。
进一步，具体的，所述混合物B中还包括组份氧化铝，所述氧化铝的质量百分比为0-10％。
进一步，具体的，所述混合物B中还包括组份氧化锌，所述氧化锌的质量百分比为0-2％。
进一步，具体的，所述复合澄清剂包括0.1-2％的氧化锡、0.1-10％的硝酸盐、0.1-3％的氧化铈以及0.5-4％的硫酸钙，其余为溶剂。
进一步，具体的，所述硝酸盐为硝酸铍、硝酸钡或硝酸镁中任意一种。
本发明的太阳能电池用抗PID玻璃及其制备方法，有益效果如下：
(1)本发明的玻璃增加了氧化铟的含量，氧化铟属于玻璃骨架网络外体且铟离子的半径较大，在玻璃制备过程中铟离子会主动填充在玻璃骨架的网络间隙中形成InO6八面体，使得离子扩散系数降低，从而有效抑制碱金属离子向玻璃表面扩散；同时，适量的氧化铟可以提高玻璃的化学稳定性和应变点，有助于提高玻璃的弹性模量；
(2)本发明的玻璃减少了氧化铝的含量，可以降低玻璃的熔制温度，减少离子扩散通道，从而增加碱金属离子迁移的难度；
(3)本发明的玻璃增加了氧化镁的含量，可以降低玻璃的熔制温度，提高玻璃的耐久性，防止玻璃析晶，抑制玻璃中碱金属离子移动，提高玻璃的弹性模量；
(4)本发明的中氧化亚铁和氧化铁的混合物浓度小于100ppm且氧化亚铁在混合物中的占比小于20％，即，FeO+Fe2O3<100ppm且FeO/(FeO+Fe2O3)<20％，有利于提高玻璃的透光率；
(5)本发明的玻璃配方可以增加碱金属离子的迁移难度，从而减少光伏组件的功率衰减，提高光伏组件的抗PID性能及玻璃本身的抗风化性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的太阳能电池用抗PID玻璃的制备方法的流程图。
图2是普通钙钠玻璃在显微镜下的图片。
图3是本发明的太阳能电池用抗PID玻璃在显微镜下的图片。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
一种太阳能电池用抗PID玻璃，包括以下质量百分比的组份，组份均以氧化物的形式表示：65-72％的二氧化硅、2-12％的氧化钙、4-15％的氧化钠、6-10％的氧化镁、0.05-2％的氧化铟及不可避免的杂质。杂质中含有氧化亚铁和氧化铁，氧化亚铁和氧化铁组成的混合物A的浓度小于100ppm且氧化亚铁在混合物A中的占比小于20％。本实施例还可以包括组份氧化铝，氧化铝的质量百分比小于10％。本实施例还可以包括组份氧化锌，氧化锌的质量百分比小于2％。本实施例中二氧化硅的原料为硅砂，硅砂的粒径为10-40微米。玻璃中的铁元素的含量小于40ppm。
在本实施例中，由二氧化硅构成玻璃的网络骨架，氧化钙可以降低玻璃的熔制温度，但是氧化钙含量高于12.5％时，会导致玻璃料性变短，使得玻璃的析晶倾向增大，氧化镁的含量大于6％时可以阻碍离子交换，小于10％时可以产生耐缓冲的氟酸性，适量的氧化镁可以降低玻璃的熔制温度以及防止玻璃析晶，氧化锌可以降低熔制温度，但有利于离子的交换快速进行，所以需要控制氧化锌的含量，含量过多会增大玻璃析晶倾向。
如图1所示，一种太阳能电池用抗PID玻璃的制备方法，包括以下步骤：
S1：将二氧化硅、氧化钙、氧化钠、氧化镁及氧化铟放入混料机中进行混合，得到混合物B；
S2：将混合物B和复合澄清剂放入坩埚内，再将坩埚放入光学熔块炉中进行加热熔化和澄清均化，得到均匀无气泡的玻璃液；
S3：将玻璃液倒入石墨或铸铁模具中成型，得到玻璃；
S4：将玻璃进行退火处理。
在本实施例中，混合物B中各氧化物的质量百分比如下：二氧化硅的质量百分比为65-72％、氧化钙的质量百分比为2-12％、氧化钠的质量百分比为4-15％、氧化镁的质量百分比为6-10％以及氧化铟的质量百分比为0.05-2％。混合物B中含有不可避免的杂质，杂质中含有氧化亚铁和氧化铁，氧化亚铁和氧化铁的混合物A的浓度小于100ppm且氧化亚铁在混合物A中的占比小于20％。混合物B中还可以包括组份氧化铝，氧化铝的质量百分比为0-10％。混合物B中还可以包括组份氧化锌，氧化锌的质量百分比为0-2％。
在本实施例中，复合澄清剂包括0.1-2％的氧化锡、0.1-10％的硝酸盐、0.1-3％的氧化铈以及0.5-4％的硫酸钙，其余为溶剂。硝酸盐为硝酸铍、硝酸钡或硝酸镁中任意一种。复合澄清剂中的硫酸钙分解温度较高，可以作为高温复合澄清剂使用。本申请中的复合澄清剂没有使用白砒(学名三氧化二砷)，可以降低废玻璃处理的危险性。氧化锡、氧化铈和硝酸盐配合在高温下可以分解出氧气，使得玻璃中的气泡增大，加速气泡的排除，达到澄清的作用。澄清机理如下：
4CeO2→2Ce2O+3O2。
实施例一：
组份含量包括SiO2：65％、Na2O：15％、CaO：8％、Al2O3：0％、MgO：6％、ZnO：0％、In2O3：0.05％以及FeO+Fe2O3<100ppm。
复合澄清剂包括SnO2：1％、CaSO4：2.5％、CeO：1％、Mg(NO3)2：3％。
其中，SiO2由酸洗石英砂提供，氧化亚铁和氧化铁由杂质提供。
将二氧化硅、氧化钙、氧化钠、氧化镁及氧化铟放入混料机中进行混合，混料均匀后投入坩埚；将坩埚放入光学熔块炉内，升温1550℃熔化后，再经过复合澄清剂均化得到均匀无气泡的玻璃液，将该玻璃液从出料口送入石墨或铸铁模具中成型，然后转移至650℃电炉内退火，缓慢降温至室温后进行脱模，得到样品一。
实施例二：
组份含量包括SiO2：65％、Na2O：15％、CaO：8％、Al2O3：0％、MgO：6％、ZnO：0％、In2O3：2％以及FeO+Fe2O3<100ppm。
复合澄清剂包括SnO2：1％、CaSO4：2.5％、CeO：1％、Mg(NO3)2：3％。
其中，SiO2由酸洗石英砂提供，氧化亚铁和氧化铁由杂质提供。
将二氧化硅、氧化钙、氧化钠、氧化镁及氧化铟放入混料机中进行混合，混料均匀后投入坩埚；将坩埚放入光学熔块炉内，升温1550℃熔化后，再经过复合澄清剂均化得到均匀无气泡的玻璃液，将该玻璃液从出料口送入石墨或铸铁模具中成型，然后转移至650℃电炉内退火，缓慢降温至室温后进行脱模，得到样品二。
实施例三：
组份含量包括SiO2：65％、Na2O：15％、CaO：8％、Al2O3：5％、MgO：6％、ZnO：0％、In2O3：2％以及FeO+Fe2O3<100ppm。
复合澄清剂包括SnO2：1％、CaSO4：2.5％、CeO：1％、Mg(NO3)2：3％。
其中，SiO2由酸洗石英砂提供，氧化亚铁和氧化铁由杂质提供。
将二氧化硅、氧化钙、氧化钠、氧化铝、氧化镁及氧化铟放入混料机中进行混合，混料均匀后投入坩埚；将坩埚放入光学熔块炉内，升温1550℃熔化后，再经过复合澄清剂均化得到均匀无气泡的玻璃液，将该玻璃液从出料口送入石墨或铸铁模具中成型，然后转移至650℃电炉内退火，缓慢降温至室温后进行脱模，得到样品三。
实施例四：
组份含量包括SiO2：70％、Na2O：10％、CaO：12％、Al2O3：5％、MgO：8％、ZnO：2％、In2O3：2％以及FeO+Fe2O3<100ppm。
复合澄清剂包括SnO2：1％、CaSO4：2.5％、CeO：1％、Mg(NO3)2：3％。
其中，SiO2由酸洗石英砂提供，氧化亚铁和氧化铁由杂质提供。
将二氧化硅、氧化钙、氧化钠、氧化铝、氧化镁、氧化锌及氧化铟放入混料机中进行混合，混料均匀后投入坩埚；将坩埚放入光学熔块炉内，升温1550℃熔化后，再经过复合澄清剂均化得到均匀无气泡的玻璃液，将该玻璃液从出料口送入石墨或铸铁模具中成型，然后转移至650℃电炉内退火，缓慢降温至室温后进行脱模，得到样品四。
实施例五：
组份含量包括SiO2：70％、Na2O：10％、CaO：12％、Al2O3：10％、MgO：8％、ZnO：2％、In2O3：2％以及FeO+Fe2O3<100ppm。
复合澄清剂包括SnO2：1％、CaSO4：2.5％、CeO：1％、Mg(NO3)2：3％。
其中，SiO2由酸洗石英砂提供，氧化亚铁和氧化铁由杂质提供。
将二氧化硅、氧化钙、氧化钠、氧化铝、氧化镁、氧化锌及氧化铟放入混料机中进行混合，混料均匀后投入坩埚；将坩埚放入光学熔块炉内，升温1550℃熔化后，再经过复合澄清剂均化得到均匀无气泡的玻璃液，将该玻璃液从出料口送入石墨或铸铁模具中成型，然后转移至650℃电炉内退火，缓慢降温至室温后进行脱模，得到样品五。
实施例六：
组份包括SiO2：70％、Na2O：10％、CaO：12％、Al2O3：10％、MgO：10％、ZnO：2％、In2O3：2％以及FeO+Fe2O3<100ppm。
复合澄清剂包括SnO2：1％、CaSO4：2.5％、CeO：1％、Mg(NO3)2：3％。
其中，SiO2由酸洗石英砂提供，氧化亚铁和氧化铁由杂质提供。
将二氧化硅、氧化钙、氧化钠、氧化铝、氧化镁、氧化锌及氧化铟放入混料机中进行混合，混料均匀后投入坩埚；将坩埚放入光学熔块炉内，升温1550℃熔化后，再经过复合澄清剂均化得到均匀无气泡的玻璃液，将该玻璃液从出料口送入石墨或铸铁模具中成型，然后转移至650℃电炉内退火，缓慢降温至室温后进行脱模，得到样品六。
表一为不同样品的组份比例对比。
| 组份 | 样品一 | 样品二 | 样品三 | 样品四 | 样品五 | 样品六 |
| SiO<sub>2</sub> | 65 | 65 | 65 | 70 | 70 | 70 |
| Na<sub>2</sub>O | 15 | 15 | 15 | 10 | 10 | 10 |
| CaO | 8 | 8 | 8 | 12 | 12 | 12 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0 | 0 | 5 | 5 | 10 | 10 |
| MgO | 6 | 6 | 6 | 8 | 8 | 10 |
| ZnO | 0 | 0 | 0 | 2 | 2 | 2 |
| In<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.05 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| FeO+Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | <100ppm | <100ppm | <100ppm | <100ppm | <100ppm | <100ppm |
由于样品一至样品六中的组分含量之和不一致(不为100％)，在实际配料过程中可以进行归一化处理，使得各个样品的比例具有统一性。
透光率测试：将制备得到的样品一、样品二、样品三、样品四、样品五及样品六分别对浮法表面进行打磨抛光使得样品整体厚度一致，然后将样品放入透光率测试仪(例如，ETT-0681透光仪)中进行透光率测试，可以得到不同样品的透光率。
PID测试：将普通的钠钙玻璃(对比例)、样品一、样品二、样品三、样品四、样品五及样品六分别采用同样的封装材料和电池片进行封装，得到七个封装样品，采用PID检测仪对七个封装样品进行检测，设置测试条件为温度85℃，湿度85％，施加电压1500伏，通电48小时、96小时及192小时，可以得到不同封装样品的功率衰减。
老化测试：将普通的钠钙玻璃(对比例)、样品一、样品二、样品三、样品四、样品五及样品六分别放入PCT老化箱中进行老化测试，测试条件设置为温度110℃、湿度100％RH以及时间192小时。
表二为样品经过透光率测试、PID测试和老化测试得到的结果。
根据表二可知：
(1)样品一至样品六的透光率均达到92％以上，符合光学玻璃的要求。
(2)样品一至样品六经过不同测试时间得到的功率衰减率均小于普通钠钙玻璃，表明本申请的太阳能电池用抗PID玻璃比普通钙钠玻璃具有良好的抗PID性能。
(3)对比样品一和样品二，增加In2O3的含量后，样品二的PID功率衰减率小于样品一的PID功率衰减率，表明增加In2O3含量可以有效提高样品的抗PID性能。
(4)对比样品二和样品三，增加Al2O3的含量后，样品三的PID功率衰减率大于样品二的PID功率衰减率，表明增加Al2O3含量不利于提高样品的抗PID性能。
(5)对比样品四和样品五，增加Al2O3的含量后，样品五的PID功率衰减率大于样品四的PID功率衰减率，表明增加Al2O3含量不利于提高样品的抗PID性能。
(6)对比样品五和样品六，增加MgO的含量后，样品六的PID功率衰减率小于样品五的PID功率衰减率，表明增加MgO含量可以有效提高样品的抗PID性能。
对比图2和图3，本申请的太阳能电池用抗PID玻璃经过老化后外观没有出现风化特征，而普通的钙钠玻璃经过老化后出现了风化特征，表明本申请的太阳能电池用抗PID玻璃具有良好的抗风化性能。
综上所述，本发明的太阳能电池用抗PID玻璃，增加了氧化铟的含量，氧化铟属于玻璃骨架网络外体且铟离子的半径较大(0.8nm)，在玻璃制备过程中铟离子会主动填充在玻璃骨架的网络间隙中形成InO6八面体，使得离子扩散系数降低，从而有效抑制碱金属离子向玻璃表面扩散，提高光学组件的抗PID性能；同时，适量的氧化铟可以提高玻璃的化学稳定性和应变点，有助于提高玻璃的弹性模量；增加氧化铝含量会降低光伏组件的抗PID性能；增加氧化镁的含量也可以提高光伏组件的抗PID性能；同时，本申请的玻璃比普通钙钠玻璃具有更好的抗风化性能。本发明的太阳能电池用抗PID玻璃可以提高光伏组件的抗PID性能以及玻璃本身的抗风化性能。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (12)
1.一种太阳能电池用抗PID玻璃，其特征在于，包括以下质量百分比的组份，所述组份均以氧化物的形式表示：65-72％的二氧化硅、2-12％的氧化钙、4-15％的氧化钠、6-10％的氧化镁、0.05-2％的氧化铟及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的太阳能电池用抗PID玻璃，其特征在于，所述杂质中含有氧化亚铁和氧化铁，所述氧化亚铁和氧化铁组成的混合物A的浓度小于100ppm且所述氧化亚铁在所述混合物A中的占比小于20％。
3.如权利要求1所述的太阳能电池用抗PID玻璃，其特征在于，所述玻璃还包括组份氧化铝，所述氧化铝的质量百分比小于10％。
4.如权利要求1或3所述的太阳能电池用抗PID玻璃，其特征在于，所述玻璃还包括组份氧化锌，所述氧化锌的质量百分比小于2％。
5.如权利要求1的太阳能电池用抗PID玻璃，其特征在于，所述二氧化硅的原料为硅砂，所述硅砂的粒径为10-40微米。
6.如权利要求2的太阳能电池用抗PID玻璃，其特征在于，所述混合物A中的铁元素的含量小于40ppm。
7.一种太阳能电池用抗PID玻璃的制备方法，采用如权利要求1-6任一项所述的太阳能电池用抗PID玻璃，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将二氧化硅、氧化钙、氧化钠、氧化镁及氧化铟放入混料机中进行混合，得到混合物B；
S2：将所述混合物B和复合澄清剂放入坩埚内，再将所述坩埚放入光学熔块炉中进行加热熔化和澄清均化，得到均匀无气泡的玻璃液；
S3：将所述玻璃液倒入石墨或铸铁模具中成型，得到玻璃；
S4：将所述玻璃进行退火处理。
8.如权利要求7所述的太阳能电池用抗PID玻璃的制备方法，其特征在于，所述混合物B中各氧化物的质量百分比如下：所述二氧化硅的质量百分比为65-72％、所述氧化钙的质量百分比为2-12％、所述氧化钠的质量百分比为4-15％、所述氧化镁的质量百分比为6-10％以及所述氧化铟的质量百分比为0.05-2％。
9.如权利要求7的太阳能电池用抗PID玻璃的制备方法，其特征在于，所述混合物B中还包括组份氧化铝，所述氧化铝的质量百分比为0-10％。
10.如权利要求7的太阳能电池用抗PID玻璃的制备方法，其特征在于，所述混合物B中还包括组份氧化锌，所述氧化锌的质量百分比为0-2％。
11.如权利要求7的太阳能电池用抗PID玻璃的制备方法，其特征在于，所述复合澄清剂包括0.1-2％的氧化锡、0.1-10％的硝酸盐、0.1-3％的氧化铈以及0.5-4％的硫酸钙，其余为溶剂。
12.如权利要求11的太阳能电池用抗PID玻璃，其特征在于，所述硝酸盐为硝酸铍、硝酸钡或硝酸镁中任意一种。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1631827A (zh) * | 2005-02-06 | 2005-06-29 | 河南安彩高科股份有限公司 | 一种无碱金属的玻璃组合物及其制法和应用 |
| CN101041551A (zh) * | 2006-03-24 | 2007-09-26 | 河南裕华高白玻璃有限公司 | 一种太阳能电池封装玻璃 |
| CN101462825A (zh) * | 2008-12-30 | 2009-06-24 | 中国南玻集团股份有限公司 | 超白浮法玻璃 |
| CN101959805A (zh) * | 2008-03-03 | 2011-01-26 | 法国圣戈班玻璃厂 | 制备玻璃的方法 |
| CN102414138A (zh) * | 2009-04-30 | 2012-04-11 | 株式会社小原 | 光学玻璃 |
| CN104193165A (zh) * | 2011-03-15 | 2014-12-10 | 杨德宁 | 平板玻璃及其制备方法与显示屏、光伏太阳能装置 |
| CN105693084A (zh) * | 2016-02-23 | 2016-06-22 | 中国建材桐城新能源材料有限公司 | 一种抗pid光伏玻璃 |
| CN106554153A (zh) * | 2015-09-28 | 2017-04-05 | 中航三鑫股份有限公司 | 一种具有宽频光谱吸收及转换性能的稀土掺杂光伏玻璃 |
| CN106673422A (zh) * | 2015-11-10 | 2017-05-17 | 旭硝子株式会社 | 风冷强化用玻璃及风冷强化玻璃 |
| CN107285625A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-10-24 | 深圳沃海森科技有限公司 | 空调用高换热率耐腐蚀钢化玻璃及其制备方法 |
| CN107572776A (zh) * | 2017-08-01 | 2018-01-12 | 苏州端景光电仪器有限公司 | 一种梯度折射率透镜用基础玻璃及梯度折射率透镜 |
| CN108975688A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-11 | 东旭集团有限公司 | 一种玻璃及制备方法 |
-
2021
- 2021-05-27 CN CN202110584117.9A patent/CN113135656A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1631827A (zh) * | 2005-02-06 | 2005-06-29 | 河南安彩高科股份有限公司 | 一种无碱金属的玻璃组合物及其制法和应用 |
| CN101041551A (zh) * | 2006-03-24 | 2007-09-26 | 河南裕华高白玻璃有限公司 | 一种太阳能电池封装玻璃 |
| CN101959805A (zh) * | 2008-03-03 | 2011-01-26 | 法国圣戈班玻璃厂 | 制备玻璃的方法 |
| CN101462825A (zh) * | 2008-12-30 | 2009-06-24 | 中国南玻集团股份有限公司 | 超白浮法玻璃 |
| CN102414138A (zh) * | 2009-04-30 | 2012-04-11 | 株式会社小原 | 光学玻璃 |
| CN104193165A (zh) * | 2011-03-15 | 2014-12-10 | 杨德宁 | 平板玻璃及其制备方法与显示屏、光伏太阳能装置 |
| CN106554153A (zh) * | 2015-09-28 | 2017-04-05 | 中航三鑫股份有限公司 | 一种具有宽频光谱吸收及转换性能的稀土掺杂光伏玻璃 |
| CN106673422A (zh) * | 2015-11-10 | 2017-05-17 | 旭硝子株式会社 | 风冷强化用玻璃及风冷强化玻璃 |
| CN105693084A (zh) * | 2016-02-23 | 2016-06-22 | 中国建材桐城新能源材料有限公司 | 一种抗pid光伏玻璃 |
| CN107285625A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-10-24 | 深圳沃海森科技有限公司 | 空调用高换热率耐腐蚀钢化玻璃及其制备方法 |
| CN107572776A (zh) * | 2017-08-01 | 2018-01-12 | 苏州端景光电仪器有限公司 | 一种梯度折射率透镜用基础玻璃及梯度折射率透镜 |
| CN108975688A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-11 | 东旭集团有限公司 | 一种玻璃及制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 赵彦钊等: "《玻璃工艺学》", 30 September 2006, 化学工业出版社 * |
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