鋼化玻璃—太陽能光伏組件的主要封裝材料特性

2021-01-14 索比光伏網

索比光伏網訊:

一、加工原理:鋼化玻璃是平板玻璃的二次加工產品,鋼化玻璃的加工可分為物理鋼化法和化學鋼化法。太陽能光伏組件對鋼化玻璃的透光率要求很高,要大於91.6%,對大於1200nm的紅外光有較高的反射率。厚度在3.2mm。

1、物理鋼化玻璃又稱為淬火鋼化玻璃(將金屬工件加熱到某一適當溫度並保持一段時間,隨即浸入淬冷介質中快速冷卻)。這種玻璃處於內部受拉,外部受壓的應力狀態,一旦局部發生破損,便會發生應力釋放,玻璃被破碎成無數小塊,這些小的碎片沒有尖銳稜角,不易傷人。

2、化學鋼化玻璃是通過改變玻璃的表面的化學組成來提高玻璃的強度,一般是應用離子交換法進行鋼化。其效果類似於物理鋼化玻璃

二、鋼化玻璃的主要優點:

1、是強度較之普通玻璃提高數倍,抗彎強度是普通玻璃的3~5倍,抗衝擊強度是普通玻璃5~10倍,提高強度的同時亦提高了安全性。

2、是使用安全,其承載能力增大改善了易碎性質,即使鋼化玻璃破壞也呈無銳角的小碎片,對人體的傷害極大地降低了.鋼化玻璃的耐急冷急熱性質較之普通玻璃有2~3倍的提高,一般可承受150LC以上的溫差變化,對防止熱炸裂有明顯的效果。鋼化玻璃具有良好的熱穩定性,能承受的溫差是普通玻璃的3倍,可承受200℃的溫差變化。

三、鋼化玻璃的缺點:

1、鋼化後的玻璃不能再進行切割,和加工,只能在鋼化前就對玻璃進行加工至需要形狀,再進行鋼化處理。

2、鋼化玻璃強度雖然比普通玻璃強,但是鋼化玻璃在溫差變化大時有自爆(自己破裂)的可能性,而普通玻璃不存在自爆的可能性鋼化玻璃在無直接機械外力作用下發生的自動性炸裂叫做鋼化玻璃的自爆。

四、自爆現象:

1、玻璃質量缺陷的影響

A.玻璃中有結石、雜質:玻璃中有雜質是鋼化玻璃的薄弱點,也是應力集中處。

特別:結石若處在鋼化玻璃的張應力區是導致炸裂的重要因素。結石存在於玻璃中,與玻璃體有著不同的膨脹係數。玻璃鋼化後結石周圍裂紋區域的應力集中成倍地增加。當結石膨脹係數小於玻璃,結石周圍的切向應力處於受拉狀態。伴隨結石而存在的裂紋擴展極易發生。

B.玻璃中含有硫化鎳結晶物

硫化鎳夾雜物一般以結晶的小球體存在,直徑在0.1-2㎜。外表呈金屬狀,這些雜夾物是NI3S2,NI7S6和NI-XS,其中X=0-0.07。只有NI1-XS相是造成鋼化玻璃自發炸碎的主要原因。

已知理論上的NIS在379。C時有一相變過程,從高溫狀態的a-NIS六方晶系轉變為低溫狀態B-NI三方晶系過程中,伴隨出現2.38%的體積膨脹。這一結構在室溫時保存下來。如果以後玻璃受熱就可能迅速出現a-B態轉變。如果這些雜物在鋼化玻璃受張應力的內部,則體積膨脹會引起自發炸裂。如果室溫時存在a-NIS,經過數年、數月也會慢慢轉變到B態,在這一相變過程中體積緩慢增大未必造成內部破裂。

C.玻璃表面因加工過程或操作不當造成有劃痕、炸口、深爆邊等缺陷,易造成應力集中或導致鋼化玻璃自爆。

2、鋼化玻璃中應力分布不均勻、偏移

玻璃在加熱或冷卻時沿玻璃厚度方向產生的溫度梯度不均勻、不對稱。使鋼化製品有自爆的趨向,有的在激冷時就產生"風爆"。如果張應力區偏移到製品的某一邊或者偏移到表面則鋼化玻璃形成自爆。

3、鋼化程度的影響,實驗證明,當鋼化程度提高到1級/㎝時自爆數達20-25%。由此可見應力越大鋼化程度越高,自爆量也越大。

4、如何鑑別鋼化玻璃的自爆

首先看起爆點(鋼化玻璃裂紋呈放射狀,均有起始點)是否在玻璃中間,如在玻璃邊緣,一般是因為玻璃未經過倒角磨邊處理或玻璃邊緣有損傷,造成應力集中,裂紋逐漸發展造成的;如起爆點在玻璃中部,看起爆點是否有兩小塊多邊形組成的類似兩片蝴蝶翅膀似的圖案(蝴蝶斑),如有仔細觀察兩小塊多邊形公用邊(蝴蝶的軀幹部分)應有肉眼可見的黑色小顆粒(硫化鎳結石),則可判斷是自爆的;否則就應是外力破壞的。玻璃自爆典型特徵是蝴蝶斑。玻璃碎片呈放射狀分布,放射中心有二塊形似蝴蝶翅膀的玻璃塊,俗稱"蝴蝶斑"。nis結石位於二塊"蝴蝶斑"的界面上。

鋼化玻璃自爆機理理論探討徑向應力r≥a切向應力r≥a顆粒與玻璃之間界面的應力對於異質顆粒在玻璃基體中,降溫過程溫是負的,所以顆粒周邊的徑向應力是壓力,切向應力是拉力。玻璃中間層球形單質矽顆粒的掃描電鏡圖像和邊緣擠壓形貌,顆粒周邊的徑向應力是壓力,切向應力是拉力,所以切向應力是裂紋啟始的根源。

五、鋼化玻璃的作用

增強組件的抗衝擊能力,良好的透光率可以提高組件的效率,密封組件。

六、鋼化玻璃的儲存條件:玻璃應避光、避潮,平整堆放,用防塵布覆蓋玻璃。

玻璃的最佳貯存條件:放在恆溫、乾燥的倉庫內,其溫度在25℃,相對溼度小於45%,玻璃要清潔無水汽、不得裸手接觸玻璃與EVA接觸面。

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