光伏玻璃性能指标检验方式

能源是人们赖以生存发展的重要物质基础，关系着世界经济和人类社会的发展。随着世界经济的高速发展，能源消耗也急剧增加，传统的石油、煤炭等不可再生能源日渐紧缺。能源危机与由此引发的社会环境问题使世界各国开始大力开发包括太阳能在内的可再生能源，并积极提高其在能源结构中的比重，以期实现社会经济的可持续发展。太阳能是目前已知的可再生能源中最巨大最重要的基本能源，而太阳能光伏发电技术作为最具意义的太阳能利用技术，成为各国研究应用的热点。建筑能耗在能源消耗中占很大比重，建筑节能是各国节能工作的重点之一。在尽可能降低建筑能耗的大环境下，建筑界提出由建筑物本身产生能源的节能新概念，即“21世纪建筑”，光伏建筑一体化(BuildingInte盯atedphotovoltaie，BlpV)也于1991年应运而生。光伏建筑一体化技术是将太阳能光伏发电产品集成到建筑上的技术，使其不但具有外围护的功能，保证建筑安全防护要求，同时又能产生电能供建筑中电器使用ll]。它具有不污染环境、不占用土地、节省能源的优点。建筑能耗也是我国三大“耗能大户”之一，我国现有建筑的99%以上属高能耗建筑，单位建筑面积采暖能耗为发达国家的3倍以上[2]。我国近年来积极发展光伏产业，加速光伏建筑一体化应用，以促进我国太阳能利用与建筑节能技术的发展。国务院在2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006一2020年)》中也将“太阳光伏电池及利用技术”、“太阳能建筑一体化技术”列为能源领域优先发展的主题。

光伏玻璃是光伏组件不可或缺的组成材料之一。随着光伏产业及光伏建筑一体化的加速发展，光伏玻璃在光伏组件中的使用量也大幅度增长，光伏玻璃行业也逐渐发展壮大。而光伏玻璃不同于普通的平板玻璃和建筑玻璃，除了要满足一般玻璃的物理性能和安全性能外，还必须具备高透性、耐久性、电气安全性等特殊的要求。在对国内外有关建筑用光伏玻璃标准研究的基础上，结合我国光伏玻璃的发展及检测现状，探讨我国建筑用光伏玻璃检测技术和质量控制要求。

1光伏玻璃的种类

狭义上的光伏玻璃是指应用于光伏组件的玻璃，通常以单片形式作为晶体硅组件的盖板或薄膜电池组件的基板，如超白压花玻璃、透明导电氧化物镀膜玻璃等;从广义上讲，应用于光伏建筑一体化的BIPV光伏夹层玻璃组件与光伏中空玻璃组件也可定义为光伏玻璃，因为它们同时是建筑上的安全玻璃构件。

1.1单片光伏玻璃

单片光伏玻璃按照光伏组件中对玻璃的不同性能要求和所起的作用，可分为两类。一类为封装盖板玻璃，在光伏组件中起到封装保护、固定支撑和透光散射作用的玻璃，主要包括超白压花玻璃和超白浮法玻璃。另一类为透明导电氧化物镀膜玻璃(TCO玻璃)，除了有第一类玻璃的作用外，同时还具有传输电流的作用。此类玻璃是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。

1.2BIPv光伏玻璃组件

典型的BIPV光伏玻璃组件结构有夹层结构和中空结构两种，简称为光伏夹层玻璃和光伏中空玻璃。夹层结构即将晶体硅电池片置于两块玻璃中间，用胶片将三者粘结为一整体;或将非晶体硅电池片(如薄膜电池片)与玻璃用胶片粘结为一整体，电池片置于结构外侧，如图1、2所示。中空结构分为外置式和内置式两种。外置式是指将上述夹层结构作为中空结构的一块玻璃，与另一块玻璃合成中空结构;内置式是指将晶体硅或非晶体硅电池片置于中空玻璃中间空气层内，如图3、4所示。

2光伏玻璃检测技术和标准现状

2.1单片光伏玻璃

在单片光伏玻璃中，封装盖板玻璃的性能要求与检测方法没有相应的国际标准可参照，国内仅有行业标准JC理200卜2009《太阳电池用玻璃》对其作出了质量要求和检测方法的规定。针对透明导电氧化物镀膜玻璃(TCO玻璃)，国内外均无相应的产品标准。行业内对单片光伏玻璃的安全性能及光学性能较为关注。光伏玻璃对组件起封装保护、固定支撑的作用，且光伏建筑一体化的快速发展，需要光伏玻璃具备安全玻璃的性能。目前对单片光伏玻璃安全性能的检测方法通常参考建筑用钢化玻璃。单片光伏玻璃的光学性能主要是指透射比，是行业内最关注的性能。由于透射比的优劣直接影响光伏组件的光电转换效率，故行业内也将其作为光伏玻璃产品质量最重要的表征。目前，通常用建筑玻璃行业内的可见光透射比来定义光伏玻璃的透射比。但这种检测方法存在缺陷，会出现检测结果一致的光伏玻璃使用在相同配置的光伏组件上，光电转换率结果不同的情况。原因是光伏电池的光谱响应波长范围为4O0nm一1200nm，而可见光透射比的波长范围为380nm一78Onm，若直接以可见光透射比的值来代替光伏玻璃的透射比，忽略响应波长范围中近红外波段的透射比，则会引起透射比与实际光电转换率对应关系出错。虽然《太阳电池用玻璃》行业标准中除了可见光透射比外，还引进了太阳光直接透射比来表征玻璃的高透性，但波长范围的不一致降低了透射比表征产品质量优劣的准确性，这是目前对光伏玻璃透射比检测技术的不足之处。另外，对于透明导电氧化物镀膜玻璃(TCO玻璃)，除了安全性能和光学性能外，还需考虑其导电性能以及镀膜层的耐久性。此两项性能中，行业内较为关注导电性能，目前通常用方块电阻来表示，但尚无统一的技术指标;而对于镀膜层的耐久性则较为忽略，对其性能指标及检测方法均未有针对性的考虑。

2.2BIPV光伏玻璃组件

在光伏建筑一体化的应用中，BIPV光伏玻璃组件可用于建筑物幕墙、门窗、屋顶及遮阳系统等多个部位。目前，国内对BIPV光伏玻璃组件的检测侧重于建筑物完成后的整体性能的检测，如光伏玻璃幕墙与门窗的发电效率、气密性、水密性、抗风压性能，光伏遮阳系统的遮阳性能、隔热性能等。而对于BIPV光伏玻璃组件作为光伏发电组件的耐久性及作为建筑玻璃构件的安全性的技术指标及检测方法均未有针对性的考虑与设计。目前，行业内对BIPV光伏玻璃组件的耐久性能与安全性能的评价及检测，直接参考建筑用夹层玻璃和中空玻璃的国家标准。例如，对光伏中空玻璃组件的耐紫外线辐照、高温高湿、气候循环等耐久性能进行检测时，按照建筑用中空玻璃标准使试样暴露在的规定的环境条件内，而后以测试露点的方式判断中空玻璃是否失效，若未失效则表示检测通过;对光伏夹层玻璃的安全性能(如抗冲击性能、霞弹袋冲击性能等)进行检测时，若试样产生破坏，但胶层未被穿透或撕裂的程度在允许范围内，则安全性能检测通过。这种参考的检测方法和评价标准只能考察BIPV光伏玻璃组件作为建筑玻璃构件的性能，而忽略了BIPV光伏玻璃组件在经受环境暴露和冲击测试后，电池片是否还能正常工作、组件会否产生漏电等电气安全性能。目前的检测方法完全未考虑到BIPV光伏玻璃组件作为光伏发电组件的使用性能，存在较多缺陷。