AR coating光伏玻璃镀膜工艺浅析

AR coating(减反射镀膜)由于可以显著提高玻璃的透过率，进而提高光伏组件的输出功率，目前已有广泛的应用，据不完全统计，目前约有90%的光伏组件使用带有AR coating的光伏玻璃。本文简要介绍了AR coating光伏玻璃的镀膜工艺，并对不同种类AR coating的工艺适应性做了初步探讨。

AR coating光伏玻璃的加工工艺流程

如下流程图为AR coating光伏玻璃的加工工艺，经过钢化工艺处理后，在玻璃表面产生压应力，内部产生张应力，从而使光伏玻璃获得很高的强度。与此同时，AR coating经过热处理之后，内部的有机物分解掉，留下无机的多孔SiO2薄膜被烧结在玻璃表面，从而保证AR coating长久的耐候性。(流程详见配图)

AR coating镀膜工艺介绍

图1为AR coating辊涂机的实物图(详见配图1)，图2为AR coating辊涂机原理图(详见配图2)。辊涂机各机构作用简介如下。

胶辊：主涂布辊，主动辊，EPDM或者PU材质，直径300mm，根据AR coating性状不同，硬度在30-45HS范围内可选;

钢辊：上料辊，主动辊或者从动辊，也称网纹辊，液槽位于胶辊和钢辊之间，通过钢辊上的网纹给胶辊上液，主要有不锈钢及镀铬材质，目前也有类陶瓷材质，直径150mm，根据AR coating的固含量差异，主流的网纹辊目数有60/70/80/100目;

压辊:一般为镀铬钢辊，直径100mm,其主要作用为使AR coating在胶辊表面分布均匀;

柔性刮刀(备选)：主要用于去除玻璃表面出现的周长印等表面缺陷

AR coating厚度的影响因素

考虑到不同的AR coating厚度对使用相同电池的光伏组件功率增益有显著差异，实际生产过程需要对AR coating的厚度进行严格的控制，AR coating干膜的主要由镀膜过程的湿膜厚度决定，影响湿膜厚度的因素参见如下。

胶辊和钢辊的中心距D：胶辊和钢辊的中心D距决定了液槽的储液量，D值越大，在相同的转速下，胶辊的带液量越多，对应的湿膜厚度越厚;

钢辊的目数：钢辊的目数越低，相对网纹的宽度越宽，即钢辊的带液量更大，对应的湿膜厚度越厚

胶辊/钢辊的线速度：胶辊/钢辊的线速度越快，相同时间内涂布到玻璃表面的溶液量越多，对应的湿膜越厚;

传送带的速度：传送带的速度越慢，相同时间内涂布到玻璃表面的溶液量越多，湿膜越厚。

除此之外，镀膜室的温湿度也会对AR coating的厚度也会有显著影响。考虑到辊涂机有很大的暴露表面，这会加剧AR coating溶液中溶剂的挥发造成回流溶液固含量发生变化，从而对AR coating膜厚的一致性产生重大影响。保证回流溶液中固含量的稳定，进而保证AR coating膜厚的一致性，是对辊涂涂布工艺的最大挑战。

不同AR coating的工艺适应性

根据AR coating所使用溶剂种类的不同，AR coating可以分为水相和溶剂相的AR coating，其中水相AR coating使用的溶剂为去离子水，溶剂相AR coating使用的溶剂有乙醇，异丙醇以及一些不易挥发的醚类。

为了考察溶剂挥发对于AR coating溶液性能的影响，取等量的水相溶液和溶剂相溶液，放置在24摄氏度，47%相对湿度的环境中，通过测量不同时间溶液的剩余量，得出溶液量随时间的变化曲线参见如下。(详见配图)

由上表可以看出，水相AR coating溶液相对稳定，溶液量随时间变化很小，在实际生产过程不需要补加额外的新鲜溶剂也可以实现一致膜厚AR coating玻璃的连续生产;而溶剂相的溶液量会随时间发生变化，回流溶液的固含量也会发生相应的变化，进而影响到膜层厚度的一致性，。由于存在溶剂的挥发，需要根据回流溶液中溶剂的挥发量来计算需要补充的新鲜溶剂计量，对于不同的环境条件，溶剂的挥发速率也会有差异，实际生产过程还需要根据环境的变化，对新鲜溶剂的添加剂量做相应调整，以保证AR coating膜层厚度的一致性。

小结

本文对AR光伏玻璃的镀膜工艺做了简要介绍，并对不同种类AR coating的工艺适应性进行了探讨。水相AR coating因为溶剂挥发少，工艺稳定，容易实现一致膜厚AR coating玻璃的连续生产。溶剂相AR coating因存在溶剂大量挥发的问题，生产过程要根据环境的变化，添加新鲜溶剂到回流的AR coating溶液中以保证溶液固含量的稳定，需要较为复杂的工艺操作实现膜厚一致AR coating玻璃的稳定生产。