新能源背景下2.0 mm超白壓延玻璃研發與生產工藝研究

蘇從含

摘 要：伴隨光伏新能源產業的發展，光伏超白壓延玻璃生產效率和相關技術得到進一步提升。文章對新能源背景2.0 mm超白壓延玻璃研發進行了介紹，并對2.0 mm超白壓延玻璃的生產工藝進行探討和研究。

關鍵詞：超白玻璃；生產工藝；質量要求

新能源技術的不斷發展，使得太陽能超白玻璃的生產中出現了壓延工藝技術[1]，利用該工藝生產出來的超白玻璃也叫太陽能超白壓延玻璃，這種玻璃具有高太陽能透過比、低吸收比、低反射比、低含鐵量、高強度等優異性能，其透光率甚至達到91.6%以上，在太陽能領域得到廣泛的應用。對于保護太陽能電池，提高光電轉換率有著十分重要的意義，是太陽能光熱、光電組件理想的封裝材料。超白玻璃主要是通過浮法工藝生產的一種新型高檔玻璃品種，其具有優越的物理、機械及光學性能特點使其在玻璃家族有“水晶王子”之稱。超白壓延玻璃可以說是超白玻璃的升級版，是光伏新能源產業發展的產物，在新能源領域具有廣闊的應用前景。為此，對2.0 mm超白壓延玻璃研發方案以及超白玻璃生產工藝進行研究分析是非常有意義。

1 2.0 mm超白壓延玻璃研發方案

超白壓延玻璃在太陽能電池的封裝面板中得到廣泛的應用，其技術方案也是非常復雜的。普通的超白壓延玻璃厚度在2～6 mm，常規厚度在3.2 mm，本文主要對2.0 mm的超白壓延玻璃的研發方案進行分析，具體如下。

1.1 熔窯系統技術方案

整個熔窯系統是通過儀表是實現PID自動控制的，在熔窯系統主要分為熔化區、冷卻部、通路等，在熔化區的加熱時一般采用的是重油，而冷卻部、通路采用天然氣和液化氣，火焰方式為馬蹄焰[2]。其中熔窯的不同位置其耐火程度也是不一樣的，在耐火材料時一定要根據位置來選擇不同的耐火材料砌筑，如熔化部火焰區壁用41#氧化法電熔錯剛玉磚，蓄熱室格子體選用堿性磚和高密度高鋁磚，冷卻部池壁用33#氧化法電熔錯剛玉磚。

1.2 壓延系統技術方案

首先，熔窯熔化后的玻璃液會從其尾端溢流口通過溢流格和托磚流到壓延機的上下壓延輥間，壓延輥中間的冷卻水會對流過的玻璃液進行迅速的冷卻，這個時候玻璃液形成塑性狀態。塑性狀態的玻璃從正在轉動的上下壓輥的間隙出來時就形成了玻璃板，其厚度由上下壓輥的間隙距離決定。然后經過托板水箱的冷卻后，通過活動輥道將玻璃板送入連續退火窯中進行自動退火處理。

1.3 冷卻切割技術方案

在玻璃退火后就要對其進行冷卻切割，在這里我們采用的是計算機控制的自動化切割機，這種切割機可以有效保證切割的精度，在切割完成后，再經過精確的磨邊加工，從而制成所需的毛坯產品。

1.4 全自動鋼化方案

毛坯產品要進行鋼化才能夠形成最終的產品，通常采用的是國際最先進的計算機全自動控制連續鋼化爐來進行2.0 mm鋼化處理，最終制成2.0 mm超白壓延玻璃。最后采用在線透光率檢測儀器來對2.0 mm超白壓延玻璃進行檢測。

2 超白玻璃生產環節

2.1 原料的質量要求

超白玻璃作為一種鈉鈣硅玻璃，其生產工藝與普通的玻璃生產工藝也是存在著很大的區別的，在超白玻璃生產的過程Fe2O3總含量不高于0.015%，可見，超白玻璃對于原料也是有嚴格的要求的，特別是原料的種類、化學成分、水分含量和稱量精度等都有嚴格的要求。例如在原料的選擇上，普遍玻璃中用到的白云石中由于含鐵量較高，在超白玻璃中就不使用白云石。也可以使用方解石和化工原料氫氧化鋁來代替普通浮法玻璃中常用的長石和石灰石，同時要嚴格控制方解石中的鐵含量。在選擇硅質原料時也要嚴格控制其含鐵量，一般不得大于0.012%，所以選用高精硅砂為佳。另外，在混合料中應適當添加一定量的焦銻酸鈉添加劑，這樣做的目的是為了進一步提高玻璃熔化過程的澄清效果和增加玻璃的白度，每付料中投放3.8～4.0 kg為適宜。總之，不僅要嚴格控制原料中鐵含量，還要嚴格控制工藝路線設計和設備選型上機械鐵的引入，以免導致超白玻璃的鐵含量不符合治理要求。

2.2 硅砂加工礦點的考察

在超白玻璃中，硅砂（石英砂）作為最主要的原料，其質量的好壞會直接影響到玻璃液及最終產品的質量[3]，為此，在選擇硅砂前必須要對硅砂加工礦點進行嚴格考察和調研，確保硅砂加工的質量符合超白玻璃生產的質量要求。

2.3 進廠原料的運輸方式

超白玻璃原料在運輸方式上也是非常嚴格的，主要是因為原料在運輸過程中很容易受污染，不同的運輸方式都需要使用包裝袋來將原料進行包裝才能夠進行運輸。而鐵運方面是最容易受到污染的，一般使用噸袋包裝來進行運輸，這樣既方便、靈活裝卸，又能夠確保原料不被污染[4]。到了工廠后，要使用叉車或者吊車來對噸袋包裝必須進行堆放和倒運，同時要確保堆放和儲存場地面積足夠大。另外，對于硅砂的裝卸與貯存宜采用吊車庫方式，這樣可以確保硅砂成份、水分均勻與穩定，保證硅砂的質量符合要求。

2.4 配合料制備系統的工藝要求

2.4.1 稱量和混合系統的要求

在對超白玻璃各種原料按配進行稱量時，一定要滿足其對應的稱量精度。為此，要選擇先進的稱量系統，在工藝允許的條件下，一定要注意向秤斗加料設備的加料速度和加料量與配料秤相匹配，為此，就必須要嚴格控制配料秤的安裝位置、配料秤斗形狀、結構設計以及傳感器的精度。為了確保配合料的連續供應和熔窯正常生產，大多數光伏超白玻璃生產線采用進口混合設備。另外，在采用筒倉方式對配合料儲備時，一定要采取有效的措施來防止配合料結塊，一般采用的是堵塞出料口來進行處理，同時還要保證向熔窯提供的配合料是混合約勻的，是新鮮的配合料，其溫度和濕度都要滿足相關的要求。

2.4.2 碎玻璃的存放和使用

目前，在我國大部分的玻璃生產廠家對于碎玻璃的管理都不夠重視，在生產的過程中，將各種類型的碎玻璃堆在一起，特別是將正常切裁的邊角玻璃與有質量疵點而應廢棄的玻璃混合在一起，導致碎玻璃二次污染，還會影響到玻璃的質量。為此，玻璃廠應建造專門的室內碎玻璃堆放場地，同時要采用硬木板與混凝土來隔開周圍墻面，防止雜質混入，然后進行分類存放。另外，在對碎玻璃進行破碎時宜采用輥式破碎機，這種機械在工作的過程中帶入的金屬鐵少，且性能好，維護起來也非常方便。

2.4.3 超白玻璃配料中的微鐵控制過程

超白玻璃的配料過程是十分重要的，對其工藝的要求也非常嚴格。在超白玻璃的配料過程一定要嚴格控制二次鐵污染，為此，需要不斷對配料設計和生產工藝進行優化。如提升機要采用皮帶傳動裝置，料斗材料采用聚乙烯，提升機的關鍵機殼部位采用不銹鋼材料或熱浸式鍍鋅板制作等等。通過對生產工藝過程中的有效設計，可以有效地避免和控制二次鐵污染，將配料過程二次污染鐵含量控制在0.001 5%～0.002%，配合料Fe2O3總含量控制在0.01%以內，這樣才能夠符合超白玻璃的生產要求，最終保障超白玻璃的生產質量。

2.5 熔化過程中的要求

2.5.1 熔化過程的控制

超白玻璃熔化過程是非常重要的，其熔化的質量會直接影響到后續的工藝，最終影響到超白玻璃的質量。為此，要嚴格控制其熔化的過程，在實際的熔化操作中，要確保燃燒過程完全為氧化操作，防止玻璃中的SOX、還原為硫化物等與玻璃中的鐵發生化學反應生成硫化鐵，從而影響到超白玻璃的質量和性能。

2.5.2 澄清質量的控制

由于在熔化后超白玻璃液的導熱系數一般是普通玻璃的3～4倍，所以其澄清的過程是非常困難的，主要是玻璃液中的微氣泡很難排除。加上玻璃熔窯的池底溫度越高，在玻璃原板中殘留的微氣泡就會更多，從而影響到玻璃液澄清與均化效果。因此，為保證澄清的質量，可以采取池底鼓泡技術、增大玻璃液澄清區域、增加配合料中復合澄清劑等有效方法來對玻璃液進行澄清，同時還可以適當延長澄清帶的長度，使深層微氣泡有足夠的時間溢出。將池底設計為臺階式結構，即將卡脖的入口窯底設成抬升式斜底，限制了卡脖后的回流，既提高澄清帶表層玻璃液的加權溫度，又延長了澄清帶表層玻璃液的停留時間[5]，有助于微氣泡的逸出，有效地控制玻璃液中氣泡的形成，從而提高澄清的質量，保證超白玻璃的品質。

3 結語

要想提高2.0超白玻璃的品質，作為玻璃生產企業應制定相關的質量標準，嚴格按照質量標準進行生產和檢驗，因為目前在太陽電池玻璃的生產中并沒有相關的國際標準可以參照。正因為如此，在太陽能電池玻璃行業生產中沒有統一質量標準和規范，嚴重制約了太陽電池玻璃行業的發展。為此，作為玻璃生產應當不斷生產中總結經驗，分析和研究一些國外先進的太陽電池玻璃生產企業的成功案例，借鑒他們的質量標準，引進他們的先進技術，然后結合自身的實際情況和要求，制定出符合自身發展的質量標準和生產工藝設計，不斷提高超白玻璃的生產品質。

[參考文獻]

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[3]白春嘯.光伏玻璃—下一個瓶頸[J].中國玻璃，2008（6）：44-46.

[4]郝向國，徐美君.壓延玻璃的發展與市場[C].北京：2009年中國玻璃行業年會論文集，2009.

[5]左澤方，吳曉，張國紅.低鐵高透過率太陽能玻璃熔窯窯池結構[J].中國玻璃，2009（1）：7-11.