光伏玻璃压延成型关键技术问题的研究

发布时间：2020-10-20 06:38

　　 光伏玻璃是太阳能电池组件的重要组成部分,其品质对太阳能电池组件的性能有重要影响。光伏玻璃不同于普通的玻璃,要求具有高透过率,低反射率、低吸收率、防霉变,对气泡、结石、花纹等种种有着近乎苛刻的要求,以求最大限度地提高太阳能电池的光电转换效率。对辊压延法是生产太阳能光伏玻璃的主要方法。玻璃压延成型属于具有自由移动边界、非牛顿、非等温的熔体流动传热问题,成形过程复杂,需要综合考虑到材料、工艺、模具结构、产品性能等各方面的因素,生产中的良品率极低。研究并优化光伏玻璃压延成型过程对于获得优质的光伏玻璃制品具有十分重要的意义。本文通过数值模拟和实验测试的方法对光伏玻璃压延成型中的关键技术问题进行了研究,主要研究成果包括:(1)对光伏玻璃压延成型时的变形和传热过程进行详细分析,建立了制品成形和温度场计算的数学模型。(2)通过材料计算和实验测试,确定材料的黏度模型,借助MSC.Marc软件,通过合理的物理模型构建、边界/初始条件的确定,对成型过程进行模拟分析。计算出光伏玻璃压延成型的压延力、温度场、应力/应变及板型变化的分布情况。(3)研究玻璃析晶机理及模型,以尤曼析晶模型为基础,通过MSC.Marc软件程序的二次开发功能,编写相应的代码程序,对玻璃析晶行为进行模拟分析,与此同时,对光伏玻璃的析晶行为进行了实验研究,并和模拟计算结果进行了对比验证,确定了光伏玻璃析晶的温度范围(805℃~955℃)。(4)研究不同下压率、熔体厚度和初始温度、压延辊转速和温度等工艺参数对玻璃熔体压延力、温度场的影响,发现下压率与厚度对压延力的影响明显,下压率与熔体厚度越大,压延力越大。压延辊转速和熔体初始温度对厚度温差影响明显,压延辊转速和熔体初始温度越高,厚度方向温差越大。同时,对压延力和温度数据进行实际生产测量,并和模拟计算结果进行了对比和误差分析。
【学位单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM914.4;TQ171.6
【部分图文】：

图 1 超白玻璃的主要应用本文研究的是光伏超白压延玻璃的压延制造，用于硅电池盖板的封装材料。这种光伏玻璃属于普通厚度超白压延玻璃，采用压延技术生产，也叫超白布纹（绒面）玻璃，透光率可达 92%甚至更高，透光度高、含铁量低、强度高，在太阳能发电、光热应用方面前景广阔。1.2.1 国外研究国外玻璃成型理论和各个成型技术相对成熟，但开放的文献中研究玻璃压延成型方向的资料较少，只有复杂成型过程中一些局部问题的零散的、初步的研究结论可查，不够系统和深入，没有具体用来指导生产的细致压延工艺参数。早期 Dietzel[5]提出用玻璃特征温度过冷度ΔG 来判别玻璃的稳定性，给出了玻璃热稳定性的初始判断。Uhlmann[6]从析晶动力学出发，通过绘制给定体积分数的三 T 图预测出玻璃形成能力。Hruby[7]发展了稳定判据来衡量玻璃形成能力。Gutierrez-Miravete 等[8]运用了线性牛顿流体理论分

模拟分析总技术路线图

2 光伏玻璃压延成型和数值模拟基本理论稳定性、物理性能、光学性能等一系列的性质发生改变。一般玻璃的成型黏度范围为103dPa s～106.6dPa s，玻璃析晶的黏度处于 103dPa s～108dPa s 范围内，玻璃易出现析晶现象。玻璃液进入压延辊前温度约为 1000~1100℃，经辊压后玻璃迅速冷却成形，超白玻璃 3mm 薄板对应的成型温度为 700℃左右。文献[47]通过联系热处理时梯温炉中电偶所标定的温度，和计算机图像分析系统和 CG Performance 软件处理的莱兹显微镜图片。通过对观察硼硅酸盐玻璃晶体的析晶程度和形貌特征，测出其材料开始发生析晶的温度为 850℃，玻璃的析晶上限温度 910℃，判断 850~910℃为玻璃析晶温度范围，图 3-6 为不同温度下的析晶程度和微晶体形貌特征。
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本文编号：2848357