光伏玻璃镀膜常见问题及分析
摘要：随着传统化石能源的减少和污染的加重，各国开始大力发展光伏发电。

光伏玻璃作为光伏组件的主要材料之一，其性能对光伏组件发电功率有着较大影响。

SiO减反射膜层主要为纳米SiO颗粒构成的多孔膜层，是硅源经过一系列的
溶胶-凝胶化学反应和热处理过程后所形成的光学功能膜层。

采用辊涂镀膜方法，将减反射膜层施镀于超白压延玻璃上，可以将超白压延玻璃对太阳光的透过率由91.5%提升至93.5%以上。

相应的，晶硅电池组件输出功率也会有2%～4%的提升。

关键词：光伏玻璃;镀膜;问题;分析
引言
太阳能作为一种取之不尽的清洁能源应用广泛。

目前能够有效利用太阳能之
一的是太阳能电池。

太阳能电池板表面需要面板玻璃进行保护，因此，提升光伏
玻璃面板的透光率能有效提高玻璃的发电功率。

沈军等研究了用溶胶-凝胶法在
玻璃表面镀制一层减反射（AR）薄膜，可以将入射光强度提高5%以上。

但其复杂
的工艺以及机械强度的缺陷，大大限制了它的应用。

2010年以来，随着光伏行业
的发展，大规模工业化减反射镀膜技术确立起来。

中建材、福莱特、信义、安彩
高科等企业均已经建立成熟的减反射镀膜生产线。

根据安彩高科内部以及客户数据，单层减反射镀膜能提高组件发电功率2.5%以上，是光伏组件必不可少的材料
之一。

1透过率性能
光伏减反射镀膜玻璃的透过率性能对光伏组件的发电功率具有直接影响，决
定了光能到达电池片表面的多少，所以透过率性能是衡量其质量标准的核心指标
之一。

根据GB/T30984.1—2015《太阳能用玻璃第1部分：超白压花玻璃》标准
要求，在晶硅光伏电池响应区间380~1100nm波段内，光伏减反射镀膜玻璃的透
过率要求≥93%。

在实际应用过程中，光伏组件厂商对透过率的要求高于国家标准。

随着减反射镀膜玻璃技术的进步，减反射镀膜玻璃产品的透过率性能得到提
升，基本能够满足组件厂商的透过率技术要求。

光伏减反射镀膜玻璃的透过率性
能受基片透过率、减反射膜层增透性能及基片花纹等因素影响。

目前市场上的减
反射镀膜玻璃产品透过率性能一般能够达到93.6%以上。

随着市场对高功率组件
的需求，组件生产商要求制造商提供更高透过率的减反射镀膜玻璃产品。

制造商
一般是通过提升基片透过率和增透膜的增透性能提升光伏镀膜玻璃透过率。

增透
膜的增透性能提升的同时需要兼顾耐候性能和耐脏污性能，对于单层膜而言，增
透性能提升到一定程度后，会难以兼顾耐脏污性能和耐候性能，所以目前市场上
单层增透膜的增透性能已处于瓶颈期。

在增透膜透过率提升方面，市场上已出现
双层膜光伏减反射镀膜玻璃，但该类产品依然存在耐脏污性能不良的问题，耐候
性能有待验证。

2双层镀膜理论设计
本文利用薄膜光学理论对多层减反射膜系进行各种光学特性的分析，并运用TFCalc膜系设计软件进行膜系拟合，来指导具体的实验工作。

使用的底层膜为
SiO实心薄膜，折射率为1.44；表层膜为多孔SiO薄膜，折射率为1.29。

因太阳
辐射的能量主要分布在可见光区和红外光区，前者占太阳辐射总量的50%，后者
占43%。

从可见光波段（400～760nm）到近红外波段的太阳辐射能占了绝大多数，因此本文以590nm作为相干波长。

根据厂家提供的膜液与薄膜光学原理，选用
l/4-l/4的V型膜系。

设定SiO实心膜和多孔膜的厚度值为102.5nm、114.5nm。

根据我司单层膜折射率为1.29，计算理论厚度为114.5nm，双层镀膜具有明显不
同的曲线结构，其特性为：（1）曲线整体较平，峰谷不明显。

其最高值低于同
等孔隙率单层镀膜，但在短波长430nm以下以及长波长780nm以上则明显高于单
层镀膜。

（2）全波长平均透过率高0.1%左右。

（3）双层镀膜在长波长处透过率
提高明显，对于组件的发电效率增益会更突出。

3应用过程中的物理性能及机械性能
光伏减反射镀膜玻璃在生产过程中的尺寸精度控制、外观缺陷质量控制、弯
曲度控制也是十分重要的性能控制指标，对玻璃生产制造商而言，这些指标的质
量控制能快速直观地反映出其加工质量的高低。

减反射镀膜玻璃起保护电池片的
防护功能，在实际应用时要求其具有一定的机械强度，需要进行如抗冲击、颗粒
度、散弹冲击、耐静压等机械性能测试。

玻璃生产供应商一般从原片的生产过程、加工时的尺寸切裁、镀膜外观质量及均匀性、钢化工艺控制等几个方面进行制程
控制以达到组件生产商和后续使用的性能要求。

随着技术发展，双玻组件的发展
十分迅速。

双玻组件用光伏玻璃分为前板玻璃和背板玻璃，且双玻组件用玻璃的
厚度趋向于轻薄化，而薄玻璃的钢化加工工艺具有一定的技术难度，尤其是2mm
及2mm以下的玻璃的加工机械性能的实现需要进行技术攻关才能够满足应用要求。

4减反射镀膜光伏玻璃的可靠性
光伏玻璃作为光伏组件的重要组成，对组件起到抵御外力，阻隔水、风沙等
保护作用，要求具有良好的强度和高透光率。

一般使用超白压花钢化玻璃，要求
含铁量不超过150ppm。

目前常用的3.2mm厚的超白压花钢化玻璃在可见光范围内
的透过率大于91.5%，约有8%的光因为反射而损失，如果能够采取措施减少反射
损失、增加透光率，将能在一定程度上提高光伏组件的发电效率。

有效的手段是
利用等厚干涉原理，在玻璃表面镀上一层减反射膜，从而降低玻璃表面光的反射率，提高透光率。

实践证明，使用减反射镀膜玻璃可将光伏组件的发电效率提高2.5%，是一种提高光伏组件发电效率廉价而有效的手段。

常用的镀膜方法有磁控
溅射、化学气相沉积、物理气相沉积、溶胶－凝胶等，磁控溅射和气相沉积法所
用设备昂贵，生产成本高，不适合大面积镀膜。

减反射镀膜光伏玻璃主要采用溶
胶－凝胶法生产。

该方法生产工艺简单，设备价格低廉，膜层折光指数可以在
1.15～1.45范围内进行调节，非常适合工业生产。

目前行业内主要有两种工艺：
一种是先镀膜后钢化，即将二氧化硅溶胶涂于玻璃原片表面，经过干燥、固化后
进入钢化炉钢化，该工艺生产的镀膜玻璃表面硬度高，但表面易吸水、沾灰尘；
另一种是先钢化后镀膜，即将玻璃原片先钢化处理，再将二氧化硅溶胶涂于玻璃
表面，经过干燥、固化而成，生产的镀膜玻璃表面含有少量有机物，有一定的疏
水性和防污性能，但该类镀膜玻璃硬度低、膜层附着力差、易被刮破。

由于减反
射镀膜玻璃在光伏行业的使用时间较短，行业内重点关注其初始透光率，却没有
对其可靠性进行研究，导致减反射镀膜玻璃在使用一段时间后出现透光率下降、
表面出现彩虹斑纹等现象。

如何测试并保证减反射镀膜玻璃能够长期经受紫外照射、高温高湿、空气污染等环境的作用，持续保持良好的透光率是一个必须研究
的课题。

结语
通过上述试验，影响减反射玻璃透过率的主要因素为镀膜液种类。

用户对透过率提出相关要求后，在生产中选择合适的镀膜液，可以满足用户对减反射玻璃透过率的需要。

参考文献
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