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1、第一章 太阳能光伏玻璃超白玻璃的开展历史第一节 国表里行业技术现状与开展趋势当电力、煤炭、石油等不成再生能源频频垂危，能源问题日益成为制约国 际社会经济开展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光方案，开发太 阳能资源，寻求经济开展的新动力。欧洲一些高程度的核研究机构也开始转 向可再生能源研究。丰富的太阳能是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由操纵 的能源。太阳能每秒钟达到地面的能量高达80 万千瓦时，假设把地球外表 01的太阳能转为电能，假设转变率5，每年发电量相当于目前世界上能 耗均 40 倍。中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000 亿吨尺度煤。大大都地 域年平均日辐射量
2、在每平方米 4 千瓦时以上，西藏曰辐射量最高达每亚方米 7 千瓦时，年日照时数大于2000 小时。与司纬度的其他国家比拟，我国太阳能 辐射量与美国相近，比欧洲、日本优越得多，因而有着巨大的开发潜能。中国科学院颁布发表启动西部步履方案，将在两年内投入 2.5 亿人民币开 展研究，成立假设干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。太阳能光伏发电系统已成为操纵太阳能的首选有效途径，并在工业畅旺国家 得到大面积开发操纵。太阳能光伏发电是指用太阳能光伏电池装置将太阳能 转换为电能，白日太阳能电池接受太阳光向蓄电池充电，夜间蓄电池输出电 能供电。美国的“光伏建筑方案、欧洲的“百万屋顶光伏方案、日本
3、的朝日方案以及我国开展的“光明工程方案掀起中国的节能环保生态建 材的开发应用热潮，大大促进了光伏建材产物的开展及推广应用。近年来， 太阳能财产国外每年以30%40%的速度递增，成为开展最为迅速的财产之 一。太阳能财产的迅猛开展，为太阳能光伏电池系统相配套的新型太阳能光 伏玻璃超白玻璃提供了极为广阔的市场开展空间。国家发改委能源局局长徐锭明指出：能源紧张将持久存在，中国要鼎力开 展太阳能财产。清洁能源的开发和操纵是解决能源危机的有效手段。我国应 鼎力开发可再生能源。我国的持久目标是：到2021 年，太阳能发电达到100 万千瓦。中国太阳能学会秘书长孟淦预计，到2050 年，太阳能将替代常规能 源
4、，人类的能源消耗将有 50%以上来自于太阳能。我国是太阳能资源丰富的国家之一。我国有着荒漠面积108 万平方公里， 大多分布在光照资源丰富的西北高原地域，1 平方公里面积可安装100 兆瓦光 伏阵列，每年能发电1.5 亿千瓦时。太阳能资源开发操纵的潜力非常广阔。我 国地处北半球，南北距离和东西距离都在5 0 0 0公里以上。在我国广阔的 地盘上，有着丰富的太阳能资源。大大都地域年平均日辐射量在每平方米4 千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。年日照时数大于2 0 0 0小时。与同纬度的其他国家比拟，与美国相近，比欧洲、日本优越得多。因此，我国光伏工业开展前景十分广阔。近年来，太阳能光伏
5、电池的应用 在我国西部地域逐渐扩大。在国内太阳能电池的出产方面，据大致的统计， 目前国内较知名的有必然技术实力的出产太阳能电池的企业主要有十几家。 随着西部大开发和光明工程的实施，我国正在涌现一批新兴的光伏企业。但 总体看来，规模还不敷大，呈现出分散、无序、零敲碎打的场合排场，不克 不及适应中国光伏电池市场需求的开展。第二节 国表里市场需求阐发能源的紧缺，已经成为目前世界范围内的热门话题。从长远战略上考虑， 开发和操纵太阳能是各国可持续开展战略的重要组成局部。太阳能是一种既丰富又无污染的可持续操纵能源。太阳能操纵主要有两种方式：一是通过集热器将太阳辐射能转化为热能，如太阳能热水器、太阳能灶等；
6、二是通过太阳能电池将太阳能转化为电能，即光伏发电，如太阳能电池等，而无论是光 能转化热能装置，还是光能转化电能装置，太阳能封装组件都是不成缺少的 组件之一，太阳能封装组件必需具备以下特征：1、阳光透过率高透过率291%,含Fe2OF150PPm、吸收率和反射3率低；2、对风压、积雪、冰雹、投掷石子等外力和热应力有较高的机械强度；3、不透水；4、对雨水和环境中的有害气体具有必然的耐腐蚀性能；5、持久表露在大气和阳光下,性能无严重恶化；6、热膨胀系数必需与布局材料相匹配,即膨胀系数要小。能够要满足上述条件,只有新型太阳能光伏玻璃超白玻璃、和透明塑料 板,但由于塑料板有易老化,软化点低,热膨胀系数大
7、,因而不宜用作盖板。 新型太阳能光伏玻璃超白玻璃、化学性能不变,几乎看不到老化,钢化后 的玻璃,有很高的强度,所以新型太阳能光伏玻璃超白玻璃、是太阳能装 置优良的组件材料。由于太阳能装置要求封装玻璃光谱透过率较高,即高阳光透过率、低吸收率和低反射率。而玻璃中氧化铁含量和玻璃的厚度是影响透明玻璃的光谱透 过率的两个关键因素。在玻璃厚度必然的情况下,氧化铁含量大小直接决定 玻璃光谱透过率。通常透明太阳能封装玻璃拔取用无铁玻璃或含铁少的玻璃。 而新型太阳能光伏玻璃超白玻璃、以高光透过率、低吸收率、低反射率和 低含铁量,以及外表无须进行特殊处置等长处,成为太阳能封装组件的首拔取材料。与国内太阳能技术火
8、爆开展比拟较，太阳能电池盖板材料的开展明显滞 后，形成了我国太阳能电池出产企业一方面拿出高额外汇进口盖板材料满足 出产需要，一方面又将出产出的太阳能电池组件 90%以上出口国外的现象。 因此，开发研制太阳能电池玻璃，不仅能够有效地整合技术资源，充实操纵 技术优势，而且替代进口，为国家节约外汇的同时组织局部产物出口，具有 明显社会效益和经济效益。太阳能光伏玻璃是太阳能电池财产中一个重要的新兴配套产物，它随着光 伏行业的开展而逐渐壮大。目前，国内一些大企业开始介入太阳能电池玻璃 出产领域，单条出产线的出产能力在日产 250500 吨。据了解，我国光伏领 域玻璃的需求量以每年 50的速度递增，太阳能
9、电池玻璃市场前景非常广阔。 从开展趋势看，我国将成为未来太阳能电池玻璃重要的出产基地。我国太阳能玻璃的出产起步较晚。目前国内能够出产低铁超白玻璃 含压延超白玻璃的出产线已经有10 多家，分布在山东、江苏、上海、浙 江、广东、河南等地域，拥有20 多条出产线，实际产能约日产3000吨摆布。 此中山东、江苏、上海、浙江、广东等地的产物大局部出口荷兰、德国、日 本、韩国、泰国和我国台湾地域，在国内底子直接出售原片给其他加工玻璃 商的市场正逐步上升。就目前国际市场而言，世界上只有美国PPG、法国圣戈班、英国皮尔金 顿、日本旭硝子、比利时 Glaverbel 等少数企业能够出产质量优异的低铁超白 太阳能
10、玻璃，但产量无法满足全球日益增长的市场需求。据有关方面预测， 2021年全球光伏新增装机量将达22.2GW，欧洲市场正逐步走向市场驱动， 中国市场即将启动，光伏实际装机量可能大超预期。保守预计，我国太阳能电池产量占全球的55%，晶硅电池占此中的90%, 2021年我国晶硅电池产量约 11GW。光伏财产正在争取在成本上变得有竞争力。据预测，大约在14年内可以 实现使用光伏发电设施的发电成本不超过使用常规手段发电的成本。这此中, 玻璃起到的作用越来越大。我国在十二五期间，将采纳多项办法促进太阳能热操纵财产的开展和 国内光伏市场的稳步启动。一是继续推广操纵太阳能热水器，到2021年，我 国太阳能热操
11、纵面积将达到4亿平方米。二是加大对太阳能发电技术研发的 撑持力度，建设国家级太阳能研发尝试中心，增加财务和企业的研发投入。 三是稳步启动国内太阳能发电市场，在太阳能资源丰富、具有荒漠和荒芜地 盘资源的地域，建设一批大型并网光伏示范电站；在城镇推广与建筑结合的 分布式并网光伏发电系统；在偏远、无电地域推广光伏发电系统或建设小型 光伏电站。四是引导我国太阳能光伏发电财产健康开展，加快光伏发电财产 科技创新和进步，将其培养成为我国先进的装备制造和新兴能源支柱财产。第二章玻璃出产底子常识第一节物质的玻璃态自然界中，物质存在着三种堆积状态，即气态，液态和固态。又有两种 不同的形式存在，即晶体和非晶体无定
12、形态玻璃态属于无定形态，其机械性质类似于固体，是具有必然透明度的脆 性材料，破碎时往往有贝壳状断面。但从微不雅布局看，玻璃态物质中的质 点呈近程有序，长途无序，因而又有些象液体。从状态的角度理解，玻璃是 一种介于固体和液体之间的堆积状态。对于“玻璃的定义，二十世纪四十年代以来曾有过几种不同的表述。1945年，美国材料试验学会将玻璃定义为“熔化后，冷却到固化状态而没有 析晶的无机产物。也有将玻璃定义扩展为“物质包罗有机物，无机物 颠末熔融，在降温冷却过程中因粘度增加而形成的具有固体机械性质的无定 形物体。我国的技术辞书中把“玻璃态定义为；从熔体冷却，在室温下 还保持熔体布局的固体物质状态。其实，
13、在上世纪八十年代，有人提出上述 定义是多余的限制因为，无机物可以形成玻璃，有机物也可以形成玻璃， 显然早期的表述并不适宜。别的，颠末熔融可以形成玻璃，不颠末熔融也可 以形成玻璃，例如，颠末气相沉积，溅射可得到非晶态材料，采用溶胶-凝胶 法也可以得到非晶态材料，可见后期的表述也并不安妥。现代科学技术的开 展已使玻璃的含义有了很大的扩展。因此，有人把具有下述四个通性的物质 不管其化学性质如何，均称为玻璃。这四个通性是；1、各不异性。玻璃的物理性质，如热膨胀系数，导热系数，导电性，折射率 等在各个标的目的都是一致的。说明物质内部质点的随机分布和宏不雅的均 匀状态。2、介稳性。熔体冷却成玻璃体时并没有
14、处于能量最低的状态，仍然有自发转 变为晶体的倾向，因而，从热力学的不雅点看，处于介稳状态。但常温下玻 璃的粘度非常大，自发转变为晶体的速度非常慢，所以，从动力学的不雅点 看，它又长短常不变的。3、固态和熔融态间转化的渐变性和可逆性。玻璃态物质由熔体转变为固体 是在必然温度区间转化温度范围进行的，性质变化过程是持续的和可逆 的，它与结晶态物质不同，没有固定的熔点。4、性质随成分变化的持续性和渐变性。在玻璃形成范围内，玻璃的性质随成 分发生持续的逐渐的变化。例如，在 R2O-SiO2 系统中，玻璃的弹性模量随Na2O或K2O含量的上升而下降，随Li2O含量的上升而上升。第二节 玻璃的熔制配合料经高
15、温加热熔融成符合成型要求的玻璃液的过程称为玻璃的熔制 过程。玻璃熔制是玻璃出产的重要环节之一，在出产中影响产量，质量的缺 陷如气泡，结石，条纹等往往是因熔制不妥造成的。玻璃的熔制是一个十分复杂的过程，它包罗 一系列的物理变化，如配合 料的脱水，晶型的转化，组分的挥发；包罗 一系列的化学变化，如结合水的 排除，碳酸盐的分解，硅酸盐的形成；还包罗 一系列的物理化学变化，如共 熔体的生成，固态料的溶解，玻璃液与耐火材料间的作用等。从加热配合料到熔制成玻璃，常分为如下五个阶段： 1、硅酸盐形成阶段 配合猜中的各组分在加热过程中颠末了一系列的物理 和化学变化,结束了主要的反响过程，大局部气态产物逸散，配
16、合料变成了由 硅酸盐和石英砂组成的烧结物，对普通钠钙硅玻璃而言，这一阶段在 800 900C结束。(2)、玻璃形成阶段 继续加热时，烧结物开始熔融，原已形成的硅酸盐与石 英砂彼此扩散并溶解，直到再没有末起反响的配合料颗粒，烧结物变成了透 明体。但玻璃液带有大量气泡，条纹，在化学成分上是不均匀的。对普通的 钠钙硅玻璃而言，此阶段结束于 1200C。3、玻璃液澄清阶段 继续加热时，玻璃液的粘度降低，玻璃液中的气泡逸 出，直至气泡全部排除。普通钠钙硅玻璃在14001500C结束这一阶段。4、玻璃液均化阶段 当玻璃液持久处于高温下时，其化学组成逐渐趋向均 匀，玻璃液中的条纹由于扩散，溶解而消除。普通钠钙硅玻璃的均化温度低于澄清温度。5、玻璃液冷却阶段将已澄清并
