光伏镀膜玻璃安全性能评价方法.pdf

全国性建材科技期刊一一玻璃2024年第2 期总第3 8 9 期光伏镀膜玻璃安全性能评价方法从而使玻璃表面形成压应力层 3 ，可以有效阻止玻璃表面微裂纹扩展，从而提升玻璃的力学性能黄艳萍单演炎潘胜（无锡市检验检测认证研究院国家太阳能光伏产品质量检验检测中心无锡2 1 40 2 8）摘要光伏镀膜玻璃作为晶体硅光伏组件的重要支撑部件之一，其产品质量和安全性能直接关系组件产品的整体安全性能。从不同安全性能指标、不同标准及要求等方面阐述了各安全性能指标对光伏镀膜玻璃安全性能的影响、评价方法及标准要求，结果可为不同类型光伏组件产品在原辅材料光伏镀膜玻璃的选型提供参考和便利。关键词光伏镀膜玻璃；玻璃选型；评价方法中图分类号：TQ171文献标识码：A文章编号：1 0 0 3-1 9 8 7（2 0 2 4）0 2-0 0 6 8-0 3Safety Performance Evaluation Method of Photovoltaic Coated GlassHUANG Yanping,SHAN Yanyan,PAN Sheng(Wuxi Institute of Inspection Testing and Certification,National Center of Inspection on SolarPhotovoltaic Products Quality,Wuxi 214028,China)Abstract:Photovoltaic coated glass is one of the important supporting components of crystalline siliconphotovoltaic modules,and its product quality and safety performance are directly related to the overallsafety performance of the module products.Expounded the influence of various safety performanceindicators on the safety performance of photovoltaic coated glass,evaluation methods and standardrequirements from different safety performance indicators,different standards and requirements.Theresults can provide reference and convenience for the selection of photovoltaic module products in differenttypes of photovoltaic coated glass as raw and auxiliary materials.Key Words:photovoltaic coated glass,glass selection,evaluation method0引言用于太阳能光伏组件的玻璃，在其表面涂覆有具备在特定波段范围内增加太阳光透射比功能的膜层，即为太阳能光伏用减反膜玻璃，俗称光伏镀膜玻璃 。光伏镀膜玻璃作为晶体硅光伏组件的重要部件之一，其产品安全性能指标主要取决于使用的玻璃原片2】。根据镀膜玻璃的不同厚度，玻璃原片一般采用经过钢化处理的钢化玻璃或半钢化玻璃。钢化处理即通过物理或化学方法，通过温度梯度或原子间隙引起力学不均匀或者结构不均匀，和安全性能。光伏镀膜玻璃的安全性能一般体现在两个方面：一是玻璃受到一定范围内的冲击破碎时，碎片不会伤害人体安全，或伤害较小；二是玻璃受到一定范围内的冲击不破坏，能保证光伏组件产品的完整有效。基于对光伏镀膜玻璃的实际使用过程中通常会面临的应力因素，光伏玻璃相关标准中对其安全性能检测项目和评价方法主要有：抗冲击性能、耐热冲击性能、碎片状态、霰弹袋冲击性基金项目：江苏省市场监督管理局科技计划项目基金（KJ2022025）、无锡市检验检测认证研究院院级课题（2 0 2 3 JYKJ014）作者简介：黄艳萍（1 9 8 7-），女，高级工程师，硕土，主要从事光伏组件及原辅材料检测与研究。68玻璃深加工能、弯曲强度、耐静压性能、表面应力。按照各两个项目一般不作为非光伏组件用玻璃的测试要指标的判定方法，可分为定性指标和定量指标。求，是晶体硅光伏组件的安全性能指标，通常作光伏镀膜玻璃按照热处理工艺来分，可以分为钢为光伏镀膜玻璃验货和招投标要求。冰電试验测化镀膜玻璃和半钢化镀膜玻璃【4，实际使用中，试条件参照IEC61215-2中4.1.7 hailtest规定要常用的3.2 mm厚度产品为钢化玻璃，2.0 mm及以求，采用一定质量直径为2 5mm的冰球以2 3 m/s的下厚度产品为半钢化玻璃。速度水平冲击竖直放置的玻璃表面，观察玻璃是否破坏。防火试验测试条件参照IEC61730-2中规1定性评价指标定要求，按照防火等级A级要求进行火焰蔓延和1.1抗冲击性能燃块试验，试验后玻璃样品不起燃不破坏。抗冲击性能主要考量玻璃样品在受到外力冲2定量评价指标击时是否破坏，是最基础的性能指标。一般采用落球试验来考量，冲击面保持水平，表面光滑的钢球置于距离试样表面中心位置1 0 0 0 mm高度自由落体，看样品是否破坏。GB/T4131420224)对不同厚度玻璃使用的钢球做了区分，公称厚度3.2mm时钢球质量为1 0 40 g10g；2.0 mm公称厚度 3.2 mm时钢球质量为2 2 7 g2g。1.2而耐热冲击性能耐热冲击性能主要考量玻璃样品在受到剧烈温度变化时是否破坏，也为最基础的性能指标。将玻璃试样置于烘箱中保温4h以上，取出后立即将试样垂直浸人0 的冰水混合物中，应保证试样高度的三分之一以上能浸入水中，5min后观察玻璃是否破坏1 。目前的相关标准中一般要求钢化玻璃对应的烘箱温度为2 0 0 2，半钢化玻璃对应的烘箱温度为1 0 0 2。1.3耐静压性能耐静压性能通常用于评估光伏镀膜玻璃在持续压力下的是否破坏，一般适用于测试安装在组件正面的玻璃。按正面压强为2 40 0 Pa设计，根据玻璃面积计算加载在表面施压的力值大小，测试一般使用水袋或沙袋均匀加载，加载时间为1 h。标准要求样品在2 40 0 Pa静压下不破坏【5】。1.4冰雪试验与防火试验冰试验与防火试验分别用于模拟极端气候条件下和起火条件下光伏镀膜玻璃的安全性能。2.1碎片状态玻璃中内应力的大小与分布的均匀程度是钢化程度的重要特征，所以宏观上利用破碎后钢化玻璃颗粒尺寸的大小及均匀程度来表征、检验、考核玻璃的钢化程度和玻璃中应力分布的均匀程度，颗粒尺寸随着钢化程度的增加而减小。钢化玻璃国家标准中3 mm厚度对应要求在任何50mm50mm范围内颗粒数大于3 0 l7，半钢化玻璃国家标准中要求碎片至少有一边延伸到非检查区域；当有碎片的任何一边不能延伸到非检查区域时，要求不能有两个及以上小岛碎片，不应有面积大于1 0 cm的小岛碎片，且所有颗粒碎片的面积之和不应超过50 cm1；但在放行条款中规定，当有碎片的任何一边不能延伸到非检查区域时，要求不能有三个及以上小岛碎片，所有“小岛”碎片和“颗粒”碎片的面积之和不应超过50 0 cm218。2.2表面应力玻璃钢化过程中，玻璃内部形成了张力，表面形成了压应力，在检测过程中通常用表面应力来考量，表面应力过小，玻璃强度不足，而表面应力过大，超过一定极限后易引发自爆【6 。国家标准中钢化玻璃表面应力要求9 0 MPa，半钢化玻璃的表面应力范围为2 4 6 0 MPa。对于钢化玻璃，张海梁等9 建议为防止自爆率过高，表面应69全国性建材科技期刊一一玻璃力不宜超过1 1 0 MPa。2.3膏霰弹袋冲击性能霰弹袋冲击性能项目是模拟一个体重为45kg的人在全速奔跑状态下，以头部冲击钢化玻璃引起伤害的风险，冲击高度可为3 0 0 mm、7 50 mm、1200mm。国家标准中要求3 mm及以上钢化镀膜玻璃，霰弹袋在1 2 0 0 mm下落时试样不破坏，如果玻璃破碎，每片试样的最大1 0 片碎片质量的总合不超过相当于试样6 5cm面积的质量，保留在框内的任何无贯穿裂纹的玻璃碎片长度不超过1 2 0 mm；对3.0 mm以下半钢化镀膜玻璃则不做要求 42.4弯曲强度弯曲强度是指在特定条件下玻璃发生弯曲变形情况下承受破坏的最大载荷，弯曲破坏主要是由玻璃不均匀性引起的。当玻璃受到外力作用时，表面产生弯曲和拉伸，而内部则受到相反的压力，随着外力的增加，玻璃表面产生裂纹而进一步扩展到内部从而导致玻璃的断裂破坏。目前弯曲强度测试一般采用四点弯曲法。钢化玻璃国家标准中并未对弯曲强度做出明确规定，但对均质钢化玻璃有明确要求。而对于厚度为2 3 mm的光伏组件用超薄玻璃，国家标准GB/T15763.4中明确规定其弯曲强度1 2 0 MPa。2024年第2 期总第3 8 9 期3结语光伏镀膜玻璃的安全性能作为其应用前提，是品质保证和功能应用的基础，具有重要意义。一般采用抗冲击性能、耐热冲击性能、耐静压性能、碎片状态、表面应力、霰弹袋冲击性能、弯曲强度等指标作为光伏镀膜玻璃安全性能评价指标。在提升光伏镀膜玻璃光学性能和耐候性之前应先考察其安全性能是否满足标准要求和使用要求。参考文献1 JC/T 2 1 7 0 2 0 1 3,太阳能光伏组件用减反射膜玻璃 S2 黄艳萍，田茜茜，黄文浩，等.扫描电镜测量镀膜玻璃玻璃膜层厚度的不确定度评定 J.玻璃，2 0 2 3,3 8 2（7）：59-6 2.【3 】陈佳.钢化玻璃安全性能的理论分析与实验研究 D.杭州：浙江大学,2 0 1 4.【4】G B/T 41 3 1 42 0 2 2,建筑光伏组件用镀膜玻璃 S5G B/T 3 0 9 8 4.1 2 0 1 5,太阳能用玻璃第1 部分：超白压花玻璃 S【6 田纯祥.钢化玻璃的钢化程度 .玻璃，2 0 0 9,2 1 5（8）：30-32.7】CB 1 57 6 3.2 2 0 0 5,建筑用安全玻璃第2 部分：钢化玻璃 S.8 GB/T178412008,半钢化玻璃 S9 张海梁，李会兴，王蕾，等.不同检测环境和条件下钢化玻璃表面应力检测分析玻 J.玻璃，2 0 2 1,3 6 2（1 1）：47-55.70