Päikeseklaas, fotogalvaaniliste moodulite ja ehitamise - integreeritud fotogalvaaniliste (BIPV) süsteemide tuumamaterjal, mõjutab selle jõudlust, fotogalvaanilise muundamise efektiivsust, ilmastikukindlust ja kasutusaega märkimisväärselt. Selle peamine materjal koosneb tavaliselt põhiklaasist ja funktsionaalsest kattest või vahepalast. Nende materjalide kombinatsiooni eesmärk on tasakaalustada peamisi tulemusnäitajaid, näiteks valguse läbilaskvus, infrapuna peegeldusvõime, löögikindlus ja vastupidavus. Järgnev kirjeldab põhiklaasi materjali ja funktsionaalseid modifitseeritud materjale.
1. põhiklaasi materjalid
Päikeseklaasi põhikiht on tavaliselt valmistatud kõrgest - läbilaskvuse ujukklaasist, mis koosneb peamiselt ränist, sealhulgas ränidioksiidist (Sio₂, umbes 70%{8}} 72%), naatriumoksiid (Na₂o, 12%{11}} 15%) (väikesed), Calcium (Märk), Caltium (MAM), Caltium Oxide (MAM), Caltium Oxide (Pisias), Caltium Oxide (MACE), AssAo Oxide (Pism), Caltium Oxide (MACOXIUM). Oksiid (MGO) ja alumiiniumoksiid (al₂o₃). Kõrgpuhustusega kvartsliiv (Sio₂ sisaldus suurem või võrdne 99%-ga) on põhiline tooraine, mis määrab valguse läbilaskvuse. Kõrge temperatuuriga sulamine loob ühtlase amorfse struktuuri, minimeerides valguse hajumise ja saavutades nähtava valguse läbilaske üldiselt üle 90% (võrreldes tavapärase arhitektuuriklaasi puhul umbes 85–88%).
Optilise jõudluse edasiseks parendamiseks kasutavad mõned kõrged - lõpptooted ultra - puhast ujukklaasi (rauasisaldus on väiksem või võrdne 0,015%). Selle madal rauasisaldus vähendab märkimisväärselt rohelise spektri imendumist, mille tulemuseks on peaaegu värvitu ja läbipaistev klaasi. See muudab selle eriti sobivaks fotogalvaaniliste kardinaseinte ja katuseaknade jaoks, kus värvide paljunemine on ülioluline. Lisaks optimeerib lõõmumiskõvera kontrollimine sulamisprotsessi ajal klaasi sisemise pingejaotuse, parandades selle vastupidavust tuulerõhule ja soojusšokile (näiteks karastav töötlemine vastavalt GB/T 15763.1-2009 standardile, mille pinna survepinge on suurem kui 90 MPA).
Ii. Funktsionaalsed modifitseeritud materjalid
Päikeseklaasi elektritootmise tõhususe ja keskkonnakontrollimise suurendamiseks tuleb spetsiifilised funktsionaalsed kihid integreerida selle pinnale või struktuurile. Need kihid liigitatakse peamiselt kolme kategooriasse:
1. anti - peegeldav kate (kaare)
ARC -d koosnevad tavaliselt ränidioksiidist (Sio₂) - titaandioksiid (tio₂) komposiit nanofilmist. Kiile paksuse juhtimisega (umbes 100 - 150 nm, umbes pool nähtava valguse lainepikkusest) loovad need hävitava häirete efekti, vähendades klaasi pinna peegeldusvõimet 8%-lt - 10%-lt tavalisele ujukklaasiks 1%-ni- 3%-ni, mis on seetõttu suurenenud, et see on üldiselt siirdatud. Mõned tooted kasutavad SOL-geeli meetodit mitmekihilise, astmelise indeksi kattesüsteemi loomiseks, laiendades veelgi efektiivset spektri ulatust (hõlmates vahemikku 380-1100 nm).
2. infrapuna peegeldav kiht (madal - e või fotogalvaaniline selektiivne kile)
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. vahepala või kapseldaja
Fotogalvaaniliste moodulirakendustes lamineeritakse päikeseklaas sageli polüvinüülhuti (PVB) või etüleenvinüülatsetaadi (EVA) vahepaladega, moodustades "klaasi - eva/cell - eva - tagasikut". PVB pakub suurepärast löögitakistust ja UV - blokeerimisomadusi (läbilaskvus<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. Materiaalne uuendus eri stsenaariumide jaoks
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 kraadi), see vähendab tolmu adhesiooni, vähendades veelgi hoolduskulusid.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et päikeseklaasi materjali disain on materjaliteaduse, optilise inseneri ja energiatehnoloogia terviklik sulandumine. Selle tuum seisneb fotogalvaanilise muundamise efektiivsuse maksimeerimises, tagades samal ajal konstruktsiooniohutuse põhiklaasi kõrge valguse läbilaskvuse ja funktsionaalsete kihtide täpse juhtimise kaudu. Kuna nõudlus fotogalvaanilise hoone integreerimise järele kasvab tulevikus, muutuvad esteetilise disaini suure jõudlusega ühendavad komposiitmaterjalid teadus- ja arendusprioriteedi.
