Solglass, et nytt materiale som kombinerer lysoverføring med fotovoltaisk kraftproduksjon, har betydelig applikasjonsverdi i bygningen - Integrated Photovoltaics (BIPV), solcelleinnkapsling og energi - effektive bygninger. Kjernefunksjonen er å absorbere eller overføre solstråling effektivt samtidig som den konverterer til elektrisitet eller optimalisere energioverføringseffektiviteten. Denne artikkelen forklarer systematisk de viktigste preparatmetodene, viktige tekniske parametere og ytelsesoptimaliseringsstrategier for solglass.
I. Klassifisering og grunnleggende krav til solglass
Solglass kan deles inn i tre kategorier basert på dens funksjon:
1.Photovoltaic glass: Serves as the encapsulation substrate for solar cells and requires high light transmittance (typically >90%) og værmotstand.
2. Fototermisk konverteringsglass: Absorberer solstråling gjennom et belegg og konverterer det til varme, med et selektivt overflateabsorpsjonsbelegg som er nøkkelen.
3. Gjennomsiktig ledende glass: Inkorporerer gjennomsiktige ledende oksider (for eksempel ITO og FTO) og brukes som elektrodelaget for tynn - filmsolceller.
Grunnleggende ytelseskrav inkluderer: optisk transmittans (synlig lys), infrarødt refleksjonsevne (reduserer varmetap), mekanisk styrke (motstand mot vindtrykk og påvirkning), og kjemisk stabilitet (motstand mot UV -aldring).
Ii. Vanlige produksjonsmetoder og prosessstrømmer
1. Forbedringer
Tradisjonell flytglassproduksjon innebærer flatende smeltet glass i et tinnbad for å danne et glass. Solglass, på dette grunnlaget, står overfor enda høyere renhet og overflatens flathetskrav. Sentrale forbedringer inkluderer:
• Lav - jernformulering: Redusere jernoksydinnholdet til under 0,01% (sammenlignet med 0,1% til 0,3% for konvensjonelt glass) forbedrer lysoverføringen betydelig;
• I - linjebelegg: anti - refleksjonsbelegg eller lag blir avsatt i float annealing lehr via kjemisk dampavsetning (CVD) eller sol - gelmetoder. For eksempel kan Sio₂ - tio₂ flerlags øke synlig lysoverføring til over 95%.
2. offline vakuumbeleggsteknologi
For høye - ytelse fotovoltaisk glass, er offline magnetron sputtering eller elektronstråle fordampningsbelegg det mainstream valget:
• Magnetron -sputtering: avsetter silisiumnitrid (sinₓ) eller indium tinnoksid (ITO) tynne filmer på et glassunderlag. Sinₓ -filmen gir både anti - refleksjon (dens brytningsindeks kan justeres mellom 1,9 og 2.1) og passiveringsbeskyttelse.
• Multilayer Design: Ved å veksle avsetningen av høy - brytning - indeksmaterialer (for eksempel tio₂) og lav - refractive - indeksmaterialer (for eksempel sio₂), full - spektrumoverføringseffektivitet er optimalisert. For eksempel kan dobbel - sølv lav - E -glass reflektere over 80% av infrarød stråling.
3. Sol - gelmetode og løsningsbelegg
Lav - Kostnadsløsninger bruker ofte SOL - gelprosess for å fremstille nanoskala funksjonelle belegg:
• TiO₂ fotokatalytiske belegg: Titandioksid (TiO₂) fotokatalytiske belegg dannes ved å hydrolysere titanalkoksider for å danne en ensartet sol. Denne solen er deretter dypp - belagt eller spinn - belagt, etterfulgt av varmebehandling, for å formidle selv - rengjøring og UV -filtreringsegenskaper til glass.
• Kvantedoping: CDSE- eller PBS -kvanteprikker blir introdusert i gelmatrisen for å utvide den spektrale responsen til nær - infrarød region, noe som gjør dem egnet for tandem -solceller.
Iii. Key Performance Optimization Technologies
1. Anti - Refleksjon og anti - Refleksjonsdesign
Gjennom teoretiske beregninger (f.eks, Fresnel -ligningen), er brytningsindeksgradientene av luft (n=1.0), belegg (n ≈ 1,3–1,5) og glass (n ≈ 1,5) matchet. For eksempel kan et dobbelt - lag mgf₂ - sio₂ -belegg redusere refleksjonstapet fra 4% til under 1%.
2. Anti - PID (potensiell indusert nedbrytning) behandling
For å løse PID -problemet i krystallinske silisiumfotovoltaiske moduler, kan lange - termmodulens kraftnedbrytning kontrolleres til mindre enn 1% ved å tilsette et alkali metall -barriere lag (slikt en al -diffusjonsbarriere) til Soda {}}}} lime glass eller ved bruk av en ved bruk av en sodium}}} lime glass eller ved bruk av en SOMS -glass}}}}} lime eller ved bruk av en diffusjonsbarriere) til Soda { glass).
3. Fleksibel og buet overflatedannende teknologi
For å imøtekomme buede arkitektoniske overflater, kan fleksible polymerkomposittprosesser (for eksempel PET/ETFE -underlag bundet til Ultra - tynt glass) eller varm bøyning brukes til å produsere buet fotovoltaisk glass med en radius på mindre enn 500 mm. Dette krever kontrollert annealing for å forhindre sprekker i stress.
IV. Søknadsutsikter og utfordringer
Industrialiseringen av solglass står fortsatt overfor utfordringer, inkludert kostnadskontroll (f.eks. Høye investeringer i magnetron sputteringutstyr), og oppnår ensartet belegg i stor skala (filmtykkelse av mindre enn ± 2nm for store glassoverflater) og resirkuleringsteknologier (inkludert avgiftning av tungmetallbelegg). Fremtidige utviklingsretninger inkluderer:
•
Spesifikt glass for perovskite - silisiumtandemceller: utvikle spesialisert glass med høy UV -transmittans for å utfylle perovskittabsorberlaget;
•
Intelligent dimming integrasjon: inkorporering av et elektrokromisk lag (for eksempel WO₃) for å oppnå dynamisk skyggelegging og synergistisk kraftproduksjon;
•
Zero - Karbonproduksjon: Bytte ut tradisjonell naturgass -annealing med grønn hydrogenreduksjonsteknologi for å redusere livssyklus karbonutslipp.
Konklusjon
Produksjonsteknologi for solglass integrerer innovative tilnærminger innen materialvitenskap, optisk ingeniørvitenskap og energiteknologi. Den forbedrede ytelsen fremmer direkte den utbredte adopsjonen av fotovoltaisk bygningsintegrasjon og distribuerte energisystemer. Gjennom kontinuerlig optimalisering av materialsystemer og produksjonsprosesser, har solglass potensialet til å bli et av de viktigste støttematerialene for å oppnå globale mål for karbonnøytralitet.
