减反射玻璃的制备及在太阳能组件上的应用
赵宁、韩毅、徐立仁、徐 坚

　　开发洁净、可再生的绿色能源对保证稳定持久的能源供应，减少环境污染，实现社会可持续发展有着重要意义。将太阳能转换为电能的光伏电池产业是太阳能利用的重要组成部分。当前制约光伏发电大规模应用的主要障碍是高发电成本。提高光电转换效率，降低成本对推广太阳能利用具有重要的意义。在现有的工艺基础上将光电转换效率稳定地提高0.1%已非常困难，在不改变电池片性能，提高封装玻璃的透光率已成为提高组件转换效率的重要发展方向之一。

　　提高玻璃透过率的方法有三类，一是在玻璃表面涂敷减反射层，二是刻蚀玻璃表面形成减反射层，三是前两种方法的组合。例如，丹麦Sunarc Technology A/S公司用酸腐蚀技术在玻璃表面形成100 nm厚的多孔二氧化硅支架层，在可见光范围内光透过率从91提高到96%，使晶体硅太阳能电池效率提高了0.4 %。我国是太阳能电池的第一大生产国，2007年的产量占世界总量的27.2%，组件封装产量约为1717MWp，如果通过在玻璃表面形成减反射膜的方式来提高太阳能电池效率0.4%，以2007年的封装产量计，每年将新增发电量8.1×107 度，减少标准煤消耗2.8×104 吨（每度电耗煤340克计），减少CO2排放量5.9×104吨（按一吨标准煤释放2.12吨计），经济和生态效益显著。

　　天津泰岳自2007年与中科院化学所合作以来, 在减反射膜技术方面进行了深入研究。图1a和b分别为化学刻蚀和纳米粒子涂敷所制备的减反射膜电镜照片。减反射膜(单面涂敷)使玻璃在可见光波长范围内的光反射率明显下降（图2），并可通过控制膜厚来实现对不同波长光波的最大增透。在标准晶体硅太阳能电池板（170W）上的应用表明，应用减反射膜后电池输出功率提高>4瓦，输出功率提高2.5%以上；在斜射时减反射膜对于提高电池输出功率的效果更明显，60o入射角时的输出功率提高约9瓦（表1）。目前，应用相关技术，天津泰岳玻璃有限公司正在建设一条年产150万平米的减反射膜生产线，图3为1574×802 ×3.2mm减反射压花玻璃板的照片。

            
图1. 减反射膜SEM照片a)化学刻蚀和b)纳米粒子涂敷制备。

图2. 玻璃涂敷减反射膜前后反射率的变化。

表1. 入射角对太阳能电池输出功率的影响

图3.天津泰岳玻璃生产的减反射压花玻璃

（1574×802×3.2mm）

来源：天津泰岳玻璃有限公司、中国科学院化学研究所