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[摘 要]超白太阳能玻璃主用于做太阳能电池的盖板，起到保护电池片的作用。但为让太阳光能更多透过玻璃转换成电能，要求其对光有低反射、高透过性能，同时满足在复杂环境中长期暴露使用的稳定性。在实际加工和使用中，玻璃自爆情况时有发生，直接造成电池板的报费损失，严重影响组件成品和使用寿命。为降低超白太阳能玻璃的自爆频率，笔者对自爆原因进行了分析，并从原料和工艺控制等几个方面提出应对措施。
[关键词]超白太阳能玻璃；自爆原因；措施
中图分类号：TH56 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）19-0069-01
太阳能作为清洁的能源，是全球增速最快的资源之一。太阳能光伏组件主要由盖板玻璃、电池硅片、背板、EV胶等粘合而成。当太阳光透过玻璃照射到硅片上发生光转电效应实现发电功能。其中盖板玻璃主要用带花纹的超白压延玻璃磨边、钢化、镀膜等加工制成，即为超白太阳能玻璃。而玻璃被钢化后，由于玻璃内部可能存在局部应力不平衡，在后续加工或使用过程，受力变化超过自身承受能力，自行炸裂成较小颗粒，俗称玻璃自爆。一旦玻璃发生自爆，就会造成整块组件的损坏。故需多途径分析、降低玻璃自爆的概率。
一、超白太阳能玻璃的自爆原因分析
（一）玻璃内含“异质”颗粒（结石）导致的玻璃自爆问题
玻璃自爆往往因玻璃体内存在“异质”颗粒，而异质颗粒与玻璃的热膨胀系数不匹配而产生的局部残余应力集中，超过其平衡，最终引起玻璃自爆。鉴于异质颗粒存在于玻璃内，结合玻璃生产工艺流程，可推断异质结石应在玻璃为液态时进入，分析来源主要包含三方面：（1）由玻璃原料带入，并无法高温熔化、均化而产生。（2）熔化耐火材料浸蚀带入玻璃液中；（3）成型溢流口唇砖侵蚀等带入。
（二）过程加工造成的微裂纹或表面深度划伤
超白太阳能玻璃钢化前还需进行一系列过程加工工序。比如玻璃退火、切割、装卸、磨边、倒角等等，在这些操作过程中，很可能因为操作不当，导致玻璃出现边部裂纹和表面划伤，当缺陷过多过大时，易导致玻璃表面出现应力集中，裂纹与划伤处成为炸口或深爆边，破坏了玻璃应有机械加工性能，简单操作都可能引起玻璃自爆问题。
（三）鋼化程度引起的自爆问题
玻璃的钢化程度是指玻璃钢化后自身带有均匀平衡应力的大小程度，故其也会引起玻璃自爆问题。如分有全钢化、半钢化等。实践经验：当程度提高到1级/cm时，玻璃的自爆数可以达到20%～25%，即应力越大，玻璃钢化程度越大，自爆概率也越大。另从观察钢化爆裂缝碎片看：往往应力越大，颗粒数越多，玻璃的安全性越高，但越易自爆；应力趋小，颗粒越少，虽安全性有所降低，但自爆可大幅度降低。
二、超白太阳能玻璃自爆问题的解决措施
（一）玻璃“异质”颗粒（结石）应对措施分析
1、原料带入“异质”颗粒（结石）控制
玻璃原料主要有矿物原料与化工原料两大类。矿物原料是从矿山开采而来，带入异质杂质的可能性最大，且难熔化。经跟踪分析需重点控制原料如下三方面：
（1）玻璃硅砂的控制。因其用量约占所有原料的70%左右，成为首要控制一种原料。一方面要严控硅砂来料颗粒度，增加对硅砂颗粒的水筛检查频率，确定合格入库、入仓，一般要求人工筛分过25目水筛，筛上物为零。另一方面控制矿物杂质来源，主要有重金属含量及粘土等成分。重金属为难熔物，如镍等是易造成自爆的一类。粘土类泥料因其来自矿山，其主要成分为高铝类杂质，同样难熔化，一旦混入容易形成结石或成分不均，引起钢化自爆。
（2）原料碎玻璃的控制。碎玻璃从原料用量上排行第二，故对其控制也相当重要。一般有自产和外购两大来源。首先碎玻璃堆放场地面要干净固化，最好为水泥地面，严禁与泥土接触。其次重点控制外来杂质，如铝、铁、陶瓷、土块等。特别是外购碎玻璃质量控制，因其来源复杂，又经多方收集转运等，容易混入各类杂质。必要时采用水洗、筛分、分选等手段效果更佳。同时区域化管理也非常重要，可有效区分或隔离问题玻璃，重点挑选、搭配、跟踪、使用。
（3）助熔类原料的控制。原料中助熔类原料主要指包含钠成分的相关化工原料，其在原料中可起到降低难熔矿物的熔化温度。由于是化工原料，成分相对稳定，同时不易被污染。但它们容易受潮结块，各原料混合过程会影响混合均匀度，从而影响助熔效果，不利化料而形成粉料结石。
2、熔化带入“异质”颗粒（结石）控制
熔化带入的“异质”颗粒，一方面是熔化工艺控制问题造成原料熔化不良形成，正常情况下相对较少；另一方面是熔化窑炉耐火材料烧损浸蚀进入玻璃液内引起的，解决上受自身工艺局限，并无更好的办法予以完全对策避免。同时其与熔化升温促进玻璃原料充分熔化形成对立面，即升温利原料熔化，但易造成耐火材料浸蚀。所以在这对矛盾关系中，措施上只能寻求两者平衡与适度。一方面温度制度上釆用“双高”曲线，即高温熔化、高温澄清，利降低气泡缺陷，同时减少结石等夹杂物的产生；另一方面需要维护熔化动态稳定，减少易造成各区域温度差变动的操作，稳定窑内玻璃液对流，降低玻璃液对池壁的冲刷浸蚀可能，同时减少因对流变化带出沉于池底的耐材类结石等。
3、压延成型带入“异质”颗粒（结石）控制
压延区域易带入“异质”颗粒主要为溢流口唇砖被玻璃液冲刷形成。一般在处理玻璃板亮线、隐藏线或者气泡缺陷时，唇砖与压延辊距离需经常作调整，其“蔥头”处玻璃液温度会随之变化而引起粘度变化，造成对唇砖浸蚀加重，小颗粒耐材结石易直接被带入玻璃液中，产生结石或成分不均。为此业内进行过多种材质开发试用，一般有硅线石、α-β刚玉、锆莫来石等材质。目前使用较为成熟的有高密度硅线石和锆莫来石两类。特别锆莫来石改善效果显著，具有较好推广意义。
4、玻璃结石类缺陷分选控制
玻璃生产受限于自身工艺条件，产生缺陷是必然的。因此需对玻璃缺陷进行分选控制。一般采用在线自动检测仪连续检测与人工离线全检、抽检相结合的方式。故特别需对玻璃板结石进行重点分选控制，做到“零”允许，以减少结石类缺陷的“漏检”，把好玻璃缺陷检查最后一道关，从终检上排除结石类缺陷引起的自爆问题的可能。
（二）过程加工应对措施分析
玻璃在切割过程，切口会存在众多小裂纹，因此玻璃钢化前需要磨边与倒角等处理。一方面为后续安装使用安全；另一方面可磨掉各边切口处小裂纹，为钢化减少爆裂损失。因此，磨边和倒角设备及其加工质量对自爆存在直接影响，需要进行优化改造设备，特别是磨轮的选材、加工，磨轮磨削量、压力参数以及玻璃四个角的尺寸处理一致性等等。
（三）钢化程度品质控制
为合理缩小玻璃钢化后的应力值。按照国家关于玻璃生产的有关规定，钢化玻璃表面张力应当大于90MPa。钢化玻璃自身的张应力必须控制在32MPa～46MPa之间，玻璃抗张强度则应当控制在59MPa～62MPa之间，一旦玻璃局部张力超过了30Mpa，就易发生玻璃自爆。因此，只能适当的缩小其表面的应力。超白压延玻璃表面会制造一些花纹，故对应力结构的确定存在难点，一般会参考其碎片颗粒数确定其应力，所以，通常会将其碎片颗粒数保持在30～40粒/（50mm×50mm）左右。
结束语
玻璃自爆是玻璃固有的特性之一，受限于玻璃生产自身工艺条件，一定程度并无法完全杜绝。但可以通过工艺调整、原材料控制以及质量检测等多种方法降低其自爆发生率，以保持玻璃的优良质量，提升太阳能设备的安全性和稳定性。
参考文献
[1] 谢帮荣；闫伟；单晓义.超白压延玻璃自爆分析和解决措施[J].玻璃，2010（03）：183-184.
[2] 冯贵明；赵海雪；魏会元；张建萍.浅谈超白压延光伏玻璃常见的成形缺陷[J].玻璃，2011（10）：257-258.
[3] 成新利；王玉霞.浅析光伏压延玻璃厚度极差[J].科技展望，2015（03）：166-167.
[关键词]超白太阳能玻璃；自爆原因；措施
中图分类号：TH56 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）19-0069-01
太阳能作为清洁的能源，是全球增速最快的资源之一。太阳能光伏组件主要由盖板玻璃、电池硅片、背板、EV胶等粘合而成。当太阳光透过玻璃照射到硅片上发生光转电效应实现发电功能。其中盖板玻璃主要用带花纹的超白压延玻璃磨边、钢化、镀膜等加工制成，即为超白太阳能玻璃。而玻璃被钢化后，由于玻璃内部可能存在局部应力不平衡，在后续加工或使用过程，受力变化超过自身承受能力，自行炸裂成较小颗粒，俗称玻璃自爆。一旦玻璃发生自爆，就会造成整块组件的损坏。故需多途径分析、降低玻璃自爆的概率。
一、超白太阳能玻璃的自爆原因分析
（一）玻璃内含“异质”颗粒（结石）导致的玻璃自爆问题
玻璃自爆往往因玻璃体内存在“异质”颗粒，而异质颗粒与玻璃的热膨胀系数不匹配而产生的局部残余应力集中，超过其平衡，最终引起玻璃自爆。鉴于异质颗粒存在于玻璃内，结合玻璃生产工艺流程，可推断异质结石应在玻璃为液态时进入，分析来源主要包含三方面：（1）由玻璃原料带入，并无法高温熔化、均化而产生。（2）熔化耐火材料浸蚀带入玻璃液中；（3）成型溢流口唇砖侵蚀等带入。
（二）过程加工造成的微裂纹或表面深度划伤
超白太阳能玻璃钢化前还需进行一系列过程加工工序。比如玻璃退火、切割、装卸、磨边、倒角等等，在这些操作过程中，很可能因为操作不当，导致玻璃出现边部裂纹和表面划伤，当缺陷过多过大时，易导致玻璃表面出现应力集中，裂纹与划伤处成为炸口或深爆边，破坏了玻璃应有机械加工性能，简单操作都可能引起玻璃自爆问题。
（三）鋼化程度引起的自爆问题
玻璃的钢化程度是指玻璃钢化后自身带有均匀平衡应力的大小程度，故其也会引起玻璃自爆问题。如分有全钢化、半钢化等。实践经验：当程度提高到1级/cm时，玻璃的自爆数可以达到20%～25%，即应力越大，玻璃钢化程度越大，自爆概率也越大。另从观察钢化爆裂缝碎片看：往往应力越大，颗粒数越多，玻璃的安全性越高，但越易自爆；应力趋小，颗粒越少，虽安全性有所降低，但自爆可大幅度降低。
二、超白太阳能玻璃自爆问题的解决措施
（一）玻璃“异质”颗粒（结石）应对措施分析
1、原料带入“异质”颗粒（结石）控制
玻璃原料主要有矿物原料与化工原料两大类。矿物原料是从矿山开采而来，带入异质杂质的可能性最大，且难熔化。经跟踪分析需重点控制原料如下三方面：
（1）玻璃硅砂的控制。因其用量约占所有原料的70%左右，成为首要控制一种原料。一方面要严控硅砂来料颗粒度，增加对硅砂颗粒的水筛检查频率，确定合格入库、入仓，一般要求人工筛分过25目水筛，筛上物为零。另一方面控制矿物杂质来源，主要有重金属含量及粘土等成分。重金属为难熔物，如镍等是易造成自爆的一类。粘土类泥料因其来自矿山，其主要成分为高铝类杂质，同样难熔化，一旦混入容易形成结石或成分不均，引起钢化自爆。
（2）原料碎玻璃的控制。碎玻璃从原料用量上排行第二，故对其控制也相当重要。一般有自产和外购两大来源。首先碎玻璃堆放场地面要干净固化，最好为水泥地面，严禁与泥土接触。其次重点控制外来杂质，如铝、铁、陶瓷、土块等。特别是外购碎玻璃质量控制，因其来源复杂，又经多方收集转运等，容易混入各类杂质。必要时采用水洗、筛分、分选等手段效果更佳。同时区域化管理也非常重要，可有效区分或隔离问题玻璃，重点挑选、搭配、跟踪、使用。
（3）助熔类原料的控制。原料中助熔类原料主要指包含钠成分的相关化工原料，其在原料中可起到降低难熔矿物的熔化温度。由于是化工原料，成分相对稳定，同时不易被污染。但它们容易受潮结块，各原料混合过程会影响混合均匀度，从而影响助熔效果，不利化料而形成粉料结石。
2、熔化带入“异质”颗粒（结石）控制
熔化带入的“异质”颗粒，一方面是熔化工艺控制问题造成原料熔化不良形成，正常情况下相对较少；另一方面是熔化窑炉耐火材料烧损浸蚀进入玻璃液内引起的，解决上受自身工艺局限，并无更好的办法予以完全对策避免。同时其与熔化升温促进玻璃原料充分熔化形成对立面，即升温利原料熔化，但易造成耐火材料浸蚀。所以在这对矛盾关系中，措施上只能寻求两者平衡与适度。一方面温度制度上釆用“双高”曲线，即高温熔化、高温澄清，利降低气泡缺陷，同时减少结石等夹杂物的产生；另一方面需要维护熔化动态稳定，减少易造成各区域温度差变动的操作，稳定窑内玻璃液对流，降低玻璃液对池壁的冲刷浸蚀可能，同时减少因对流变化带出沉于池底的耐材类结石等。
3、压延成型带入“异质”颗粒（结石）控制
压延区域易带入“异质”颗粒主要为溢流口唇砖被玻璃液冲刷形成。一般在处理玻璃板亮线、隐藏线或者气泡缺陷时，唇砖与压延辊距离需经常作调整，其“蔥头”处玻璃液温度会随之变化而引起粘度变化，造成对唇砖浸蚀加重，小颗粒耐材结石易直接被带入玻璃液中，产生结石或成分不均。为此业内进行过多种材质开发试用，一般有硅线石、α-β刚玉、锆莫来石等材质。目前使用较为成熟的有高密度硅线石和锆莫来石两类。特别锆莫来石改善效果显著，具有较好推广意义。
4、玻璃结石类缺陷分选控制
玻璃生产受限于自身工艺条件，产生缺陷是必然的。因此需对玻璃缺陷进行分选控制。一般采用在线自动检测仪连续检测与人工离线全检、抽检相结合的方式。故特别需对玻璃板结石进行重点分选控制，做到“零”允许，以减少结石类缺陷的“漏检”，把好玻璃缺陷检查最后一道关，从终检上排除结石类缺陷引起的自爆问题的可能。
（二）过程加工应对措施分析
玻璃在切割过程，切口会存在众多小裂纹，因此玻璃钢化前需要磨边与倒角等处理。一方面为后续安装使用安全；另一方面可磨掉各边切口处小裂纹，为钢化减少爆裂损失。因此，磨边和倒角设备及其加工质量对自爆存在直接影响，需要进行优化改造设备，特别是磨轮的选材、加工，磨轮磨削量、压力参数以及玻璃四个角的尺寸处理一致性等等。
（三）钢化程度品质控制
为合理缩小玻璃钢化后的应力值。按照国家关于玻璃生产的有关规定，钢化玻璃表面张力应当大于90MPa。钢化玻璃自身的张应力必须控制在32MPa～46MPa之间，玻璃抗张强度则应当控制在59MPa～62MPa之间，一旦玻璃局部张力超过了30Mpa，就易发生玻璃自爆。因此，只能适当的缩小其表面的应力。超白压延玻璃表面会制造一些花纹，故对应力结构的确定存在难点，一般会参考其碎片颗粒数确定其应力，所以，通常会将其碎片颗粒数保持在30～40粒/（50mm×50mm）左右。
结束语
玻璃自爆是玻璃固有的特性之一，受限于玻璃生产自身工艺条件，一定程度并无法完全杜绝。但可以通过工艺调整、原材料控制以及质量检测等多种方法降低其自爆发生率，以保持玻璃的优良质量，提升太阳能设备的安全性和稳定性。
参考文献
[1] 谢帮荣；闫伟；单晓义.超白压延玻璃自爆分析和解决措施[J].玻璃，2010（03）：183-184.
[2] 冯贵明；赵海雪；魏会元；张建萍.浅谈超白压延光伏玻璃常见的成形缺陷[J].玻璃，2011（10）：257-258.
[3] 成新利；王玉霞.浅析光伏压延玻璃厚度极差[J].科技展望，2015（03）：166-167.