Сонячне скло, як основний матеріал для фотоелектричних модулів та побудови - інтегрованих фотоелектричних систем (BIPV), має значний вплив на його продуктивність, фотоелектричну ефективність перетворення, стійкість до погодних умов та термін служби. Його основний матеріал, як правило, складається з базового скляного шару та функціонального покриття або міжшарового. Поєднання цих матеріалів має на меті збалансувати ключові показники ефективності, такі як пропускання світла, інфрачервона відбивна здатність, стійкість до удару та довговічність. Далі описано базовий скляний матеріал та функціональні модифіковані матеріали.
1. Базові скляні матеріали
Базовий шар сонячного скла, як правило, виготовлений з високого - Попловодкове скло, в основному складається з силікатів, включаючи діоксид кремнію (Sio₂, приблизно 70%- 72%), оксид натрію (Na₂o, 12%- 15% Оксид магнію (MGO) та оксид алюмінію (Al₂o₃). Кварцовий пісок з високою чистотою (вміст Sio₂, що перевищує або дорівнює 99%)-це основна сировина, яка визначає легке пропускання. Високотемпературне плавлення створює рівномірну аморфну структуру, мінімізуючи розсіювання світла і, як правило, досягаючи видимого пропускання світла, що перевищує 90% (порівняно з приблизно 85% -88% для звичайного архітектурного скла).
Для подальшого підвищення оптичної продуктивності деякі високі - кінцеві продукти використовують Ultra - прозорий поплавковий скло (вміст заліза менше або дорівнює 0,015%). Його низький вміст заліза значно зменшує поглинання зеленого спектру, що призводить до майже безбарвного та прозорого скла. Це робить його особливо придатним для фотоелектричних стінок завіси та світлів, де відтворення кольору має вирішальне значення. Крім того, контроль за кривою відпалу під час процесу плавлення оптимізує внутрішній розподіл стресу скла, покращуючи його стійкість до тиску вітру та теплового удару (наприклад, обробка загартовування відповідно до стандарту GB/T 15763.1-2009, з поверхневим стисливим напруженням, що перевищує або дорівнює 90 МПа).
Ii. Функціональні модифіковані матеріали
Для підвищення ефективності виробництва електроенергії та адаптованості навколишнього середовища сонячного скла конкретні функціональні шари повинні бути інтегровані в його поверхню або структуру. Ці шари в першу чергу класифікуються на наступні три категорії:
1. Анти - Відбиваюче покриття (дуга)
Дуги, як правило, складаються з діоксиду кремнію (sio₂) - діоксид титану (Tio₂) композитна нанофільм. Контролюючи товщину плівки (приблизно 100 - 150 нм, приблизно половина довжини хвилі видимого світла), вони створюють руйнівний ефект перешкод, зменшуючи відбиття скляної поверхні від 8%- 10%для звичайного плаваючого скла до 1%- 3%, тим самим збільшуючи загальну передачу. Деякі продукти використовують метод золь-гелю для створення багатошарової системи покриття, що страждає від рефракційного індексу, ще більше розширюючи ефективний спектральний діапазон (охоплює діапазон 380-1100 нм).
2. Інфрачервоний відбиваючий шар (низький - E або фотоелективна селективна плівка)
To address the temperature sensitivity of photovoltaic modules (crystalline silicon cell efficiency decreases by approximately 0.4% for every 1°C increase in temperature), some solar glass incorporates metal oxide or silver-based composite films (such as indium tin oxide (ITO), silicon nitride (Si₃N₄), or silver-nickel-chromium alloy laminates). These selectively reflect thermal radiation in the near-infrared band (700-2500nm), reducing heat buildup within the module. For example, a single silver Low-E film can achieve an infrared reflectivity exceeding 70%, while a double silver film can further increase this to 85%, while maintaining high visible light transmittance (>85%).
3. Прокоруючий або інкапсулант
У програмах фотоелектричного модуля сонячне скло часто ламінують міжшаровим полівініл -бутитром (PVB) або етиленомело ацетатом (EVA), утворюючи "скло - eva/комірка - eva - структура задньої частини. PVB пропонує відмінний опір удару та UV - Властивості блокування (пропускання<1%), making it suitable for architectural safety glazing. EVA, however, has become a mainstream encapsulation material due to its stronger adhesion to silicon cells (forming a three-dimensional network structure after cross-linking and curing). Its transmittance exceeds 90% and it can withstand long-term thermal cycling from -40°C to 120°C.
Iii. Матеріальні інновації для спеціальних сценаріїв
With technological advancements, some new solar glass technologies are exploring perovskite quantum dot-doped glass (using a sol-gel method to uniformly disperse photosensitive materials within a glass matrix for broad-spectrum absorption) or flexible polymer-based glass (such as PET-glass composites, suitable for curved photovoltaic buildings). Furthermore, self-cleaning glass, coated with a titanium dioxide (TiO₂) photocatalytic film, decomposes organic matter and dirt under UV light. Combined with a hydrophobic coating (contact angle >100 градусів), це зменшує пилову адгезію, ще більше зменшуючи витрати на обслуговування.
Підводячи підсумок, дизайн сонячного скла - це всебічне злиття матеріалознавства, оптичної інженерії та енергетичних технологій. Її ядро полягає в максимізації ефективності фотоелектрики фотоелектрики, забезпечуючи при цьому структурну безпеку через високу пропускну світло базового скла та точного контролю функціональних шарів. По мірі зростання попиту на фотоелектричну будівництво в майбутньому зростає, композитні матеріали, що поєднують естетичний дизайн з високою продуктивністю, стануть пріоритетом дослідження та розробок.
