การผลิตวัตถุดิบกระจกโซลาร์เซลล์ - อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์

เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนผลึกเองมีจุดอ่อนด้านความแข็งแรงเชิงกลและแตกหักง่าย ความชื้นและก๊าซกัดกร่อนในอากาศจะค่อยๆ ออกซิไดซ์และกัดกร่อนอิเล็กโทรด ซึ่งไม่สามารถทนต่อสภาพการทำงานที่รุนแรงในที่โล่งได้ ด้วยเหตุนี้ เซลล์แสงอาทิตย์จึงมักถูกห่อหุ้มด้วยกระจกโฟโตโวลตาอิกผ่าน EVA และแผงด้านหลัง กระจกโฟโตโวลตาอิกในโมดูลโฟโตโวลตาอิกทำหน้าที่ปกป้องแบตเตอรี่จากการกัดกร่อนของน้ำและก๊าซ ป้องกันออกซิเจนเพื่อป้องกันการออกซิเดชัน ทนต่ออุณหภูมิสูงและต่ำ เป็นฉนวนที่ดี และทนต่อการเสื่อมสภาพ กระจกโฟโตโวลตาอิกเป็นกระจกซิลิเกตชนิดหนึ่งที่มีปริมาณเหล็กต่ำ หรือที่รู้จักกันในชื่อกระจกนูนสีขาวพิเศษ

กระจกโซลาร์เซลล์ที่ใช้ในเซลล์ซิลิคอนผลึกนั้นแตกต่างจากกระจกโฟลต พื้นผิวด้านบนของกระจกโซลาร์เซลล์เป็นแบบผิวกำมะหยี่ ทำให้แสงที่ส่องตรงไปยังพื้นผิวของโมดูลเกิดการสะท้อนแบบกระจกเงาได้ยาก ส่วนพื้นผิวด้านล่างเป็นแบบนูน ซึ่งช่วยเพิ่มแรงยึดเกาะกับฟิล์ม EVA ได้

ส่วนประกอบหลักของกระจกโซลาร์เซลล์

วัตถุดิบหลักของกระจกโซลาร์เซลล์ ได้แก่ ทรายควอตซ์ โซดาแอช หินปูน โดโลไมต์ โซเดียมไนเตรต เกลือกลาวเบอร์ โซเดียมไพโรแอนติโมเนต อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ เป็นต้น ทรายควอตซ์ทำหน้าที่เป็นตัวสร้างโครงสร้างเครือข่ายเป็นหลัก โดยปกติแล้วปริมาณที่ใช้จะคิดเป็นส่วนใหญ่ของส่วนประกอบของกระจก โซดาแอชใช้เป็นหลักในการให้โซเดียมออกไซด์ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อลดอุณหภูมิหลอมเหลวของกระจก บทบาทหลักของหินปูนคือการปรับความหนืดของกระจกให้มีค่าที่เหมาะสม เพื่อให้เวลาในการขึ้นรูปกระจกเป็นไปตามข้อกำหนดของการขึ้นรูป เกลือกลาวเบอร์ใช้เป็นสารทำให้ใสเป็นหลัก ใช้กำจัดฟองอากาศในกระจก และช่วยให้กระจกมีการส่งผ่านแสง

อัตราส่วนการบริโภควัตถุดิบกระจกโซลาร์เซลล์

กระจกโซลาร์เซลล์มักผลิตโดยวิธีการรีด และกระบวนการผลิตสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน ได้แก่ การผลิตแผ่นและการแปรรูปขั้นสูง กระบวนการผลิตดั้งเดิมส่วนใหญ่ประกอบด้วยการผสม การหลอม การรีด การอบอ่อน และการตัด ในกระบวนการรีดที่อุณหภูมิประมาณ 1100 ℃ กระจกหลอมเหลวจะถูกรีดและเย็นตัวลงบนลูกกลิ้งรีดด้วยความเร็วที่กำหนด จนได้ความหนา ความกว้าง และลวดลายที่ต้องการ โดยมีอัตราส่วนกระจก 91.5% จากนั้นจึงนำไปอบอ่อนในเตาอบ เพื่อให้ได้เส้นโค้งความเค้นที่ค่อนข้างคงที่ มีความแข็งแรงในระดับหนึ่ง ไม่แตกง่าย และเอื้อต่อการตัดและการแปรรูปกระจก จำเป็นต้องชี้ให้เห็นว่ามีความแตกต่างระหว่างสายการผลิตกระจกนูนโซลาร์เซลล์กับกระจกลอยตัว

กระบวนการแปรรูปขั้นสูงโดยทั่วไปคือการเคลือบและการเสริมความแข็งแรงของกระจก โดยการเคลือบมีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุงการส่งผ่านแสงของกระจกโซลาร์เซลล์ ส่วนการเสริมความแข็งแรงมีจุดประสงค์เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกลของกระจก ความแข็งแรงในการดัดงอของกระจกนิรภัยจะมากกว่ากระจกธรรมดา 3-5 เท่า และความแข็งแรงต่อแรงกระแทกจะมากกว่ากระจกธรรมดา 5-10 เท่า ซึ่งนอกจากจะเพิ่มความแข็งแรงแล้ว ยังช่วยเพิ่มความปลอดภัยอีกด้วย

แผนผังกระบวนการผลิตกระจกโซลาร์เซลล์

ประสิทธิภาพของกระจกโซลาร์เซลล์ O2 นั้นจำเป็นต้องมีการส่งผ่านแสงที่ดี โดยทั่วไปแล้ว การส่งผ่านแสงของแผ่นเหล็กที่ไม่เคลือบ (ช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 380 นาโนเมตรถึง 1100 นาโนเมตร) มักจะมากกว่า 91% ในขณะที่การส่งผ่านแสงของกระจกเคลือบหลังจากผ่านกระบวนการขั้นสูงสามารถสูงถึง 93.5% นอกจากนี้ กระจกโซลาร์เซลล์ยังต้องมีคุณสมบัติทนต่อสภาพอากาศและคุณสมบัติทางกลบางประการ ตามมาตรฐาน GB T 30984.1-2015 “กระจกพลังงานแสงอาทิตย์ ส่วนที่ 1 กระจกนูนสีขาวพิเศษ” ประสิทธิภาพขั้นต่ำของกระจกโซลาร์เซลล์ที่ใช้สำหรับโมดูลโซลาร์เซลล์ควรเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้

อุตสาหกรรมกระจกโซลาร์เซลล์ในประเทศจีน

อุตสาหกรรมกระจกโซลาร์เซลล์มีอุปสรรคสูง มีความเข้มข้นสูง การผลิตต้องอาศัยการสะสมประสบการณ์ในระยะยาวและกระบวนการผลิตแบบครบวงจร อีกทั้งยังต้องการเงินลงทุนเริ่มต้นจำนวนมาก เตาเผากระจกโซลาร์เซลล์ขนาด 900 ตันต่อวันต้องใช้เงินลงทุนเริ่มต้น 9 หยวน ส่วนเตาเผาขนาด 550 ตันต้องใช้เงินลงทุนประมาณ 300-400 ล้านหยวน และเตาเผาขนาดใหญ่มีต้นทุนการผลิตต่ำกว่าเตาเผาทั่วไป (ใช้พลังงานต่ำถึง 20%) ดังนั้น อุตสาหกรรมกระจกโซลาร์เซลล์จึงมีผลกระทบจากขนาดอย่างชัดเจน และเทคโนโลยีการผลิตแกนหลอมจำนวนมากส่วนใหญ่อยู่ในมือของบริษัทชั้นนำ วิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อมค่อนข้างขาดความแข็งแกร่งทางเทคนิคและกำลังทางเศรษฐกิจในการลงทุนสร้างเตาเผาขนาด 1,000 ตัน

นับตั้งแต่จีนก้าวข้ามขีดจำกัดทางเทคโนโลยีในการผลิตกระจกโซลาร์เซลล์ในปี 2549 อุตสาหกรรมโซลาร์เซลล์ในประเทศก็พัฒนาอย่างรวดเร็วภายในเวลาไม่ถึง 10 ปี หลังจากที่เคยพึ่งพาการนำเข้าทั้งหมด จีนได้กลายเป็นผู้ผลิตกระจกโซลาร์เซลล์รายใหญ่ที่สุดของโลก โดยกว่า 90% ของโมดูลซิลิคอนคริสตัลทั่วโลกใช้กระจกโซลาร์เซลล์ที่ผลิตในประเทศจีน เมื่อเทียบกับบริษัทต่างชาติ กระจกโซลาร์เซลล์ของจีนมีข้อได้เปรียบที่เห็นได้ชัดทั้งในด้านคุณภาพและต้นทุน ณ เดือนธันวาคม 2560 จีนมีผลิตภัณฑ์กระจกขาวพิเศษ 24 รายการ เตาเผา 40 แห่ง และสายการผลิต 135 สาย โดยมีกำลังการผลิตรวม 21,290 ตันต่อวัน หากคำนวณตามระดับผลผลิตเฉลี่ยของอุตสาหกรรมที่ 78% การผลิตวัตถุดิบกระจกขาวพิเศษในประเทศจะอยู่ที่ประมาณ 14,773.20 ตันต่อวัน

ความคาดหวังของตลาด

ปี 2018 จะเป็นปีแรกของการเปิดตัวชิ้นส่วนสองด้าน และส่วนแบ่งการตลาดของชิ้นส่วนสองด้านจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะผลักดันความต้องการกระจกโซลาร์เซลล์อย่างมีประสิทธิภาพ จากการคำนวณ ความต้องการกระจกโซลาร์เซลล์แสดงไว้ในตารางต่อไปนี้ เมื่อพิจารณาว่าเตาเผากระจกโซลาร์เซลล์เก่าบางแห่งจำเป็นต้องได้รับการซ่อมแซมแบบเย็นในปี 2018 กำลังการผลิตจริงของกระจกโซลาร์เซลล์จึงจะต่ำกว่ากำลังการผลิตที่ระบุไว้ และอุปสงค์และอุปทานของกระจกโซลาร์เซลล์ในปี 2018 จึงอยู่ในภาวะสมดุลที่ค่อนข้างตึงตัว

จากผลการวิจัยพบว่า ตั้งแต่ไตรมาสที่ 4 ปี 2017 อุปทานและอุปสงค์ของกระจกโซลาร์เซลล์ค่อนข้างตึงตัว แต่ในช่วงต้นปี 2018 ภายใต้สมมติฐานว่าอุตสาหกรรมโซลาร์เซลล์ในไตรมาสแรกอยู่ในช่วงนอกฤดูกาล การที่ราคากระจกโซลาร์เซลล์ปรับตัวสูงขึ้นสวนทางกับราคาแผ่นเคลือบที่ 31 หยวนต่อตารางเมตรขึ้นไป และราคากระจกอยู่ที่ประมาณ 21 หยวนต่อตารางเมตร การดีดตัวขึ้นของราคาดังกล่าวจะช่วยหนุนอัตรากำไรขั้นต้นของบริษัทผู้ผลิตกระจกโซลาร์เซลล์ให้ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ