Сонячне скло, новий матеріал, що поєднує світло пропускання з фотоелектричним виробництвом потужності, має значне значення застосування в побудові - інтегрована фотоелектрична фотоелектрика (BIPV), інкапсуляція сонячних батарей та енергія - ефективні будівлі. Його основна функція полягає в ефективному поглинанні або передачі сонячного випромінювання, перетворюючи його в електроенергію або оптимізуючи ефективність передачі енергії. Ця стаття систематично пояснює основні методи підготовки, ключові технічні параметри та стратегії оптимізації продуктивності для сонячного скла.
I. Класифікація та основні вимоги до сонячного скла
Сонячне скло можна розділити на три категорії залежно від його функції:
1.Photovoltaic glass: Serves as the encapsulation substrate for solar cells and requires high light transmittance (typically >90%) та стійкість до погоди.
2. Фототермальне перетворення скла: поглинає сонячне випромінювання через покриття і перетворює його в тепло, при цьому ключовим покриттям селективного поглинання поверхні є ключовим.
3. Прозорого електропровідного скла: включає в себе прозорі електропровідні оксиди (наприклад, ITO та FTO) і використовується як шар електрода для тонких - сонячні батареї плівки.
Основні вимоги до продуктивності включають: оптичний пропуск (видиме світло), інфрачервону відбивну здатність (зменшення втрати тепла), механічна міцність (стійкість до тиску та удару вітру) та хімічна стійкість (стійкість до старіння УФ).
Ii. Основні методи виробництва та потоки процесів
1. Поліпшення процесів Float Glass
Традиційне виробництво поплавкового скла передбачає сплющування розплавленого скла у бляшаній ванті, щоб утворити скло. Сонячне скло, на цій основі, стикається з вимогами до ще більшої чистоти та поверхневої площини. Ключові вдосконалення включають:
• Низький - Формуляція заліза: Зменшення вмісту оксиду заліза до нижче 0,01% (порівняно з 0,1% до 0,3% для звичайного скла) значно покращує пропускання світла;
• У лінійному покритті -: Anti - Відбиткові покриття або шари відкладені в плаванні LEHR за допомогою хімічного осадження пари (CVD) або Sol - методи гелю. Наприклад, Sio₂ - Tio₂ Багатошарові можуть збільшити видиме пропускання світла до понад 95%.
2. Офлайн -технологія вакуумного покриття
Для високого - Performance Photovoltaic Glass, офлайн -розпилення магнетронів або покриття з випаровуванням електронного променя - це основний вибір:
• Розпилення магнетрона: відкладення нітриду кремнію (sinₓ) або оксиду олова індію (ITO) тонких плівок на скляній підкладці. Фільм SINₓ забезпечує відображення анти - (його показник заломлення можна відрегулювати між 1,9 та 2.1) та захистом пасивації.
• Багатошарова конструкція: чергуючи осадження високих - заломлювань - Матеріали індексу (такі як Tio₂) та низька - заломлювальна - Матеріали індексу (наприклад, sio₂), повна - ефективність передачі спектру оптимізована. Наприклад, подвійний - срібло Низьке -} e Скло може відображати понад 80% інфрачервоного випромінювання.
3. Sol - Метод гелю та покриття розчину
LOW - Рішення вартості часто використовують процес гелю Sol - для приготування функціональних покриттів нанорозмірних справ:
• Tio₂ фотокаталітичні покриття: титановий діоксид (Tio₂) фотокаталітичні покриття утворюються за допомогою гідролізуючих титанових алкоксидів, утворюючи рівномірне золь. Потім цей Sol є DIP - покритим або обертається -, покритому, а потім обробкою тепла, щоб передати властивості очищення та ультрафіолетового фільтрації у скло.
• Квантовий допінг: Квантові точки CDSE або PBS вводять у гелеву матрицю для розширення спектральної реакції на інфрачервону область -, що робить їх придатними для сонячних батарей тандему.
Iii. Ключові технології оптимізації продуктивності
1. Анти - Відбиття та анти - Дизайн відбиття
За допомогою теоретичних розрахунків (наприклад, рівняння Френеля), градієнти показника заломлення (n=1.0), покриття (n ≈ 1,3–1,5) та скло (n ≈ 1,5). Наприклад, подвійний - шар mgf₂ - покриття Sio₂ може зменшити втрату відбиття з 4% до нижче 1%.
2. Анти - PID (потенційна індукована деградація) Лікування
To address the PID issue in crystalline silicon photovoltaic modules, long-term module power degradation can be controlled to less than 1% by adding an alkali metal ion barrier layer (such as an Al₂O₃ diffusion barrier) to soda-lime glass or using a sodium-free substrate (such as borosilicate скло).
3. Гнучка та вигнута технологія формування поверхні
Для розміщення вигнутих архітектурних поверхонь гнучкі полімерні композитні процеси (такі як субстрати PET/Etfe, пов'язані з ультра - тонким склом) або гарячим вигином, можна використовувати для отримання вигнутого фотоелектричного скла з радіусом менше 500 мм. Це вимагає контрольованого відпалу, щоб запобігти розтріскуванню стресу.
Iv. Перспективи та виклики застосування
Індустріалізація сонячного скла все ще стикається з проблемами, включаючи контроль за витратами (наприклад, високі інвестиції в обладнання для розпилення магнетронів), досягнення рівномірного покриття у великих масштабах (відхилення товщини плівки менше ± 2 нм для великих скляних поверхонь) та технології переробки (включаючи детоксикацію покриттів важких металів). Майбутні напрямки розвитку включають:
•
Конкретне скло для перовскіт - кремнієві тандемні клітини: Розробка спеціалізованої скла з високим ультрафіолетовим пропусканням для доповнення шару поглинання перовскіту;
•
Інтелектуальна інтеграція затемнення: включення електрохромного шару (наприклад, WO₃) для досягнення динамічного затінення та синергетичного виробництва потужності;
•
Zero - Виробництво вуглецю: Заміна традиційного відпалу природного газу за допомогою зеленої технології відновлення водню для зменшення викидів вуглецю життєвого циклу.
Висновок
Технологія виготовлення сонячних склянок інтегрує інноваційні підходи в матеріалознавство, оптичну інженерію та енергетичні технології. Її вдосконалена продуктивність безпосередньо сприяє широкому впровадженню фотоелектричної інтеграції та розподілених енергетичних систем. Завдяки безперервній оптимізації матеріальних систем та виробничих процесів, сонячне скло має потенціал стати одним із ключових підтримуючих матеріалів для досягнення глобальних цілей нейтральності вуглецю.
