专利名称：一种超白光伏玻璃及其制备方法和应用的利记博彩app
技术领域：
本发明属于太阳能电池用玻璃领域，尤其涉及一种超白光伏玻璃及其制备方法和应用。
背景技术：
地球表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的1万倍，地表每平方米平均每年受到的辐射可生产1700kW. h电。国际能源署数据显示，在全球4%的沙漠上安装太阳能光伏系统，就足以满足全球能源需求。太阳能光伏享有广阔的发展空间(屋顶、建筑面、 空地和沙漠等)，其潜力十分巨大，以太阳能为代表的可再生能源在能源结构中的比例将逐
步提尚。超白玻璃又称低铁玻璃、光伏玻璃等，行业标准《太阳电池用玻璃》中定义为玻璃铁含量不高于150ppm，玻璃折合3mm标准厚度可见光透射比应> 91.5%，折合3mm标准厚度的太阳光(300 2500nm光谱范围)直接透射比应彡91%。正是由于超白玻璃在太阳能电池光谱响应范围(380 1200nm)内具有高透过率，因此被广泛用于太阳能电池玻璃盖板。然而，目前光伏发电的成本依然较高，其中一个重要的原因是由于太阳能电池的转换效率不高(单晶硅和多晶硅在15% 20%，非晶硅薄膜在5 10% )。所以，各国科学家都在致力于提高各类电池的转换效率。但各类太阳能电池对太阳光谱响应的范围比较有限，如非晶硅薄膜电池在380 800nm，峰值约600nm ；晶体硅电池在380 1200nm，峰值约900nm。太阳能电池有限的光谱响应范围即特有的光谱损失会极大的降低其转换效率，以禁带宽度Eg= 1. lev的单结单晶硅电池为例，只有波长小于1200nm(光子能量大于1. lev) 的太阳光才能被单晶硅半导体材料所吸收并实现光电转换，而波长大于1200nm的红外光则不会被吸收利用；波长小于380nm的紫外光由于被EVA(聚醋乙酯)等封接材料吸收也不能被电池利用来发电；另外，在可用于发电的380-1200nm太阳光范围内，也不是所有光子能量都转换为电，其中还有一部分是以热的形式转换。所以，这些光谱损失导致禁带宽度Eg =1. lev的单结单晶硅电池的理论最大转换效率约为31%。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种吸收紫外光，发射可见光的超白光伏玻璃。本发明的另一目的在于提供一种工艺简单、易于操作和控制的超白光伏玻璃的制备方法。本发明进一步的目的在于提供上述超白光伏玻璃在太阳能电池玻璃盖板中的应用。为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下一种超白光伏玻璃，包含基质玻璃和掺杂于基质玻璃中的稀土化合物，所述的稀土化合物为稀土氧化物或含稀土矿物，所述稀土氧化物为Ce02、Sm2O3> Eu203、Tb2O3> Dy2O3中的至少一种，所述含稀土矿物为含Ce、Sm、Eu、Tb、Dy中至少一种元素的稀土矿物。以及，一种超白光伏玻璃制备方法，该方法包括如下步骤将基质玻璃和掺杂于基质玻璃中的稀土化合物加温至1500 1600°C熔化，经过澄清和冷却后，采用浮法工艺或压延工艺制得平板玻璃，然后经退火工艺得到所述的超白光伏玻璃，所述的稀土化合物为稀土氧化物或含稀土矿物，所述稀土氧化物为Ce02、Sm203、 Eu203、Tb203、Dy2O3中的至少一种，所述含稀土矿物为含Ce、Sm、Eu、Tb、Dy中至少一种元素的稀土矿物。进一步，本发明提供超白光伏玻璃在太阳能电池玻璃盖板中的应用。由于上述的超白光伏玻璃由稀土化合物掺杂于基质玻璃中构成，Ce、Sm、Eu、Tb、Dy 等稀土离子的存在，其本身不仅不吸收可见光，而且有效的将紫外光转换成可见光，从而增强了可见光的透过率，将该超白光伏玻璃用于太阳能电池的玻璃盖板时，不仅可以提高电池的转换效率，增加发电量，而且还可以减少紫外光对EVA等封接材料的老化作用。与此同时，该超白光伏玻璃采用优质的基质玻璃材料和合理的配方，使得其对可见光具有较高的透过率。该超白光伏玻璃制备方法中，只需按照配方将各组分混合，并加热熔化，无需特殊的设备和环境要求，其制备方法工艺简单，且易于操作和控制，适于工业化生产。
图1是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂(重量％) Sm2O3，且玻璃厚度为 4mm，两面抛光后玻璃的透过率曲线；图2是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂(重量％) Sm2O3后玻璃的发射光谱；图3是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂(重量％) Sm2O3后玻璃的激发光
■i並曰
图4是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂(重量％ )&02和(重量％) Sm2O3，且玻璃厚度为4mm，两面抛光后玻璃的透过率曲线；图5是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂(重量％ )&02和(重量％) Sm2O3后玻璃的发射光谱；图6是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂(重量％ )&02和(重量％) Sm2O3后玻璃的激发光谱。图7是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂2% (重量％)Eu2O3,且玻璃厚度为 4mm，两面抛光后玻璃的透过率曲线；图8是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂2% (重量％ )Eu2O3后玻璃的激发光谱；图9是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂2% (重量％ )Eu2O3后玻璃的发射光谱；图10是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂2% (重量％) Tb2O3,且玻璃厚度 4mm，两面抛光后玻璃的透过率曲线；图11是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂2% (重量％)Tb203后玻璃的激发光谱；
5
图12是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂2% (重量％ )Tb203后玻璃的发射光谱；图13是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂2% (重量％)Dy2O3,且玻璃厚度 4mm，两面抛光后玻璃的透过率曲线；图14是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂2% (重量％ )Dy203后玻璃的激发光谱；图15是本发明实施例中超白光伏玻璃中掺杂2% (重量％ )Dy203后玻璃的发射光谱。
具体实施例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。本发明实施例提供的一种超白光伏玻璃，包含基质玻璃和掺杂于基质玻璃中的稀土化合物，所述的稀土化合物为稀土氧化物或含稀土矿物，所述稀土氧化物为Ce02、Sm2O3, Eu203、Tb203、Dy2O3中的至少一种，所述含稀土矿物为至少含一种Ce、Sm、Eu、Tb、Dy元素稀土矿物。上述超白光伏玻璃中，所述基质玻璃以氧化物为基准，其包含的组分优选为SiO270 80wt%Na2O10 20wt%CaO5 15wt%MgO0.1 5wt%Al2O30. 1 ~ 5wt% ；所述掺杂于基质玻璃中的稀土化合物以稀土氧化物为基准，平衡至100%。上述超白光伏玻璃中，所述基质玻璃以氧化物为基准，其包含的组分进一步优选为SiO270 75wt%Na2O12 15wt%CaO7 12wt%MgO2 ~ 5wt %Al2O30.5 2wt%上述掺杂于基质玻璃中的稀土化合物以稀土氧化物为基准，平衡至100 %，其中， 所述稀土化合物进一步优选包含下列组分Eu2O30. 1 ~ 2wt%Tb2O30. 1 ~ 2wt%Dy2O30.1 2wt%。上述掺杂于基质玻璃中的稀土化合物以稀土氧化物为基准，平衡至100 %，其中， 所述稀土化合物再一优选包含下列组分CeO90. 1 ~ 2wt%
Sm2O3
0. 1 2wt%。 上述掺杂于基质玻璃中的稀土化合物以稀土氧化物为基准，平衡至100 %，其中， 所述稀土化合物另一优选包含下列组分上述基质玻璃还含铁组分，以氧化物!^e2O3计，铁含量低于150ppm。上述超白光伏玻璃厚度优选为3. 2mm或4mm，但该超白光伏玻璃厚度不仅仅限于前述厚度，可以根据实际应用环境做适当的调整。由于上述的超白光伏玻璃含有稀土 Ce、Sm、Eu、Tb或Dy中至少一种离子，这些稀土离子本身不仅不吸收可见光，而且有效的将紫外光转换成可见光，从而增强了可见光的透过率，将该超白光伏玻璃用于太阳能电池的玻璃盖板时，不仅可以提高电池的转换效率， 增加发电量，而且还可以减少紫外光对EVA等封接材料的老化。与此同时，该超白光伏玻璃采用优质的基质玻璃材料和合理的配方，使得其对可见光具有较高的透过率，当该玻璃折合3mm标准厚度时，可见光透射比> 91.5%。本实施例通过大量实验和性能测试，最后选定上述的Ce、Sm、Eu、Tb，Dy五种稀土离子中的一种或几种掺杂于基质玻璃中。而其它稀土离子不仅不能有效的对紫外光产生吸收跃迁和荧光发射，而且还能吸收可见光而着色，影响可见光的透过率，所以不适合应用于超白光伏玻璃。上述超白光伏玻璃制备方法，该方法包括如下步骤将基质玻璃和掺杂于基质玻璃中的稀土化合物加温至1500 1600°C熔化，经过澄清和冷却后，采用浮法工艺或压延工艺制得平板玻璃，然后经退火工艺得到所述的超白光伏玻璃。该超白光伏玻璃制备方法中，只需按照配方将各组分混合，并加热熔化，无需特殊的设备和环境要求，其制备方法工艺简单；并且以现有成熟的浮法工艺或压延工艺得到平板玻璃，使得最终产品产率高；另外，由于稀土掺杂比例较小，并不影响现有浮法工艺或压延工艺，只需进行工艺参数的微小调整，因此，制备方法易于操作和控制，适合于工业化生产。以下通过多个实施例来举例说明本发明超白光伏玻璃的组分不同含量及其制备方法，以及其应用和性能等方面。实施例1以氧化物为基准，将占超白光伏玻璃总重量百分比72衬％的Si02、HWt%&Na20、 8wt%的CaOdwt^的MgO和Iwt %的Al2O3基质玻璃组分与占超白光伏玻璃总重量百分比 l.Owt %的稀土化合物Sm2O3混合，再将该混合物加热至1550°C使其熔化，接着将熔化的混合物经过澄清和冷却，然后采用浮法工艺或压延工艺制得平板玻璃，最后将平板玻璃经退火工艺得到所述的超白光伏玻璃。本实施例超白光伏玻璃的发射光谱图见图2，其最佳发射波长为600nm，所产生的荧光强度最强；本实施例超白光伏玻璃的激发光光谱图见图3，其CeO2Sm2O.Eu2O.Tb2O.Dy2O.
0. 1 2wt% 0. 1 2wt% 0. 1 2wt% 0. 1 2wt% 0. 1 2wt%。最佳激发波长为400nm。当本实施例超白光伏玻璃的厚度为4mm时，其测得的透过率曲线见图1，由该图可知，其可见光透过率高达91. 10%，见表1。实施例2以氧化物为基准，将占超白光伏玻璃总重量百分比72衬％的Si02、HWt%&Na20、 8wt%的Ca0、3Wt%的MgO和Iwt %的Al2O3基质玻璃组分与占超白光伏玻璃总重量百分比 Iwt %的( 和Iwt %的Sm2O3混合，再将该混合物加热至1550°C使其熔化，接着将熔化的混合物经过澄清和冷却，然后采用浮法工艺或压延工艺制得平板玻璃，最后将平板玻璃经退火工艺得到所述的超白光伏玻璃。本实施例超白光伏玻璃的发射光谱图见图5，其最佳发射波长为418nm，所产生的荧光强度最强；其激发光光谱图见图6，其最佳激发波长为350nm。 当本实施例超白光伏玻璃的厚度为4mm时，其测得的透过率曲线见图4，由该图可知，其可见光透过率高达90. 62 %，见表1。实施例3以氧化物为基准，将占超白光伏玻璃总重量百分比72衬％的Si02、HWt%&Na20、 8衬％的Ca0、3. 5衬％的MgO和0. 5衬％的Al2O3基质玻璃组分与占超白光伏玻璃总重量百分比2. 的稀土化合物Eu2O3混合，再将该混合物加热至1560°C使其熔化，接着将熔化的混合物经过澄清和冷却，然后采用浮法工艺或压延工艺制得平板玻璃，最后将平板玻璃经退火工艺得到所述的超白光伏玻璃。本实施例超白光伏玻璃的发射光谱图见图8，其最佳发射波长为610nm，所产生的荧光强度最强；本实施例超白光伏玻璃的激发光光谱图见图9，其最佳激发波长为390nm。当本实施例超白光伏玻璃的厚度为4mm时，其测得的透过率曲线见图7，由该图可知，其可见光透过率高达91. 16%，见表1。实施例4以氧化物为基准，将占超白光伏玻璃总重量百分比72衬％的Si02、HWt%&Na20、 8衬％的Ca0、3. 5衬％的MgO和0. 5衬％的Al2O3基质玻璃组分与占超白光伏玻璃总重量百分比2. 的稀土化合物Tb2O3混合，再将该混合物加热至1560°C使其熔化，接着将熔化的混合物经过澄清和冷却，然后采用浮法工艺或压延工艺制得平板玻璃，最后将平板玻璃经退火工艺得到所述的超白光伏玻璃。本实施例超白光伏玻璃的发射光谱图见图11，图中， 最佳发射波长为Ml·，所产生的荧光强度最强；本实施例超白光伏玻璃的激发光光谱图见图12，其最佳激发波长在375nm。当本实施例超白光伏玻璃的厚度为4mm时，其测得的透过率曲线见图10，由该图可知，其可见光透过率高达91. 20%，见表1。实施例5以氧化物为基准，将占超白光伏玻璃总重量百分比72衬％的Si02、HWt%&Na20、 8衬％的Ca0、3. 5衬％的MgO和0. 5衬％的Al2O3基质玻璃组分与占超白光伏玻璃总重量百分比2. 的稀土化合物Dy2O3混合，再将该混合物加热至1560°C使其熔化，接着将熔化的混合物经过澄清和冷却，然后采用浮法工艺或压延工艺制得平板玻璃，最后将平板玻璃经退火工艺得到所述的超白光伏玻璃。本实施例超白光伏玻璃的发射光谱图见图14，图中， 最佳发射波长为574nm，所产生的荧光强度最强；本实施例超白光伏玻璃的激发光光谱图见图15，其最佳激发波长在350nm。当本实施例超白光伏玻璃的厚度为4mm时，其测得的透过率曲线见图13，由该图可知，其可见光透过率高达91. 13%，见表1。表1实施例所制得的超白光伏玻璃的可见光透过率
权利要求
1.一种超白光伏玻璃，其特征在于包含基质玻璃和掺杂于基质玻璃中的稀土化合物，所述的稀土化合物为稀土氧化物或含稀土矿物，所述稀土氧化物为Ce02、Sm2O3> Eu203、 Tb2O3> Dy2O3中的至少一种，所述含稀土矿物为含Ce、Sm、Eu、Tb、Dy中至少一种元素的稀土矿物。
2.如权利要求1所述的超白光伏玻璃，其特征在于所述基质玻璃以氧化物为基准，其包含的组分为SiO270 80wt%Na2O10 20wt%CaO5 15wt%MgO0. 1 ~ 5wt%Al2O30.1 5wt%;所述掺杂于基质玻璃中的稀土化合物以稀土氧化物为基准，平衡至100%。
3.如权利要求1所述的超白光伏玻璃，其特征在于所述基质玻璃以氧化物为基准，包括以下组分SiO270 --75wt%Na2O12 --15wt%CaO7 ,12wt%MgO2 ,5wt%AU0,0. 5 ‘ 2wt%所述掺杂于基质玻璃中的稀土化合物以稀土氧化物为基准，平衡至100%，其中，所述稀土化合物包含下列组分Eu2O30. 1 ~ 2wt%Tb2O30.1 2wt%Dy2O30.1 2wt%o
4.如权利要求1所述的超白光伏玻璃，其特征在于所述基质玻璃以氧化物为基准，包括以下组分SiO270 --75wt%Na2O12 --15wt%CaO7 ,12wt%MgO2 ,5wt%AUO,0. 5 ‘ 2wt%所述掺杂于基质玻璃中的稀土化合物以稀土氧化物为基准，平衡至100%，其中，所述稀土化合物包含下列组分CeO20.1 2wt%Sm2O30.1 2wt%o
5.如权利要求1所述的超白光伏玻璃，其特征在于所述基质玻璃以氧化物为基准，包括以下组分SiO270 75wt%Na2O12 15wt%CaO7 12wt%MgO2-5wt%Al2O30. 5-2wt% ；所述掺杂于基质玻璃中的稀土化合物以稀土氧化物为基准，平衡至100%，其中，所述稀土化合物包含下列组分CeO20.1 2wt%Sm2O30. 1 ~ 2wt%Eu2O30. 1 ~ 2wt%Tb2O30.1 2wt%Dy2O30.1 2wt%o
6.如权利要求2所述的超白光伏玻璃，其特征在于所述基质玻璃中还含有狗，以氧化物1 计，铁含量低于150ppm。
7.如权利要求1所述的超白光伏玻璃，其特征在于该超白光伏玻璃厚度为3.2mm或4mm ο
8.一种超白光伏玻璃制备方法，该方法包括如下步骤将基质玻璃和掺杂于基质玻璃中的稀土化合物加温至1500 1600°C熔化，经过澄清和冷却后，采用浮法工艺或压延工艺制得平板玻璃，然后经退火工艺得到所述的超白光伏玻璃，所述的稀土化合物为稀土氧化物或含稀土矿物，所述稀土氧化物为Ce02、Sm203、Eu203、 Tb2O3> Dy2O3中的至少一种，所述含稀土矿物为Ce、Sm、Eu、Tb、Dy中至少含一种元素的稀土矿物。
9.如权利要求8所述的超白光伏玻璃，其特征在于所述基质玻璃以氧化物为基准，其包含的组分为SiO270 80wt%Na2O10 20wt%CaO5 15wt%MgO0. 1 ~ 5wt%Al2O30.1 5wt%;所述掺杂于基质玻璃中的稀土化合物以稀土氧化物为基准，平衡至100 %，所述稀土化合物含量为0. 1 2wt%。
10.根据权利要求1所述的超白光伏玻璃在太阳能电池玻璃盖板中的应用。
全文摘要
本发明提供了一种超白光伏玻璃及其制备方法和应用，该超白光伏玻璃包含基质玻璃和掺杂于基质玻璃中的稀土化合物，所述的稀土化合物为稀土氧化物或含稀土矿物，所述稀土氧化物为CeO2、Sm2O3、Eu2O3、Tb2O3、Dy2O3中的至少一种，所述含稀土矿物为含Ce、Sm、Eu、Tb、Dy中至少一种元素的稀土矿物。本发明超白光伏玻璃能将紫外光转换成可见光，增强可见光的透过率；将该超白光伏玻璃用于太阳能电池的玻璃盖板时，不仅可以提高电池的转换效率，增加发电量，而且还可以减少紫外光对EVA等封接材料的老化；该超白光伏玻璃制备方法简单、易于操作和控制，适于工业化生产。
文档编号H01L31/048GK102260041SQ201010190100
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者万军鹏, 董清世 申请人:信义光伏产业(安徽)控股有限公司