Solar Glass, novi materijal koji kombinira propusnost svjetla s fotonaponskim stvaranjem energije, ima značajnu vrijednost primjene u zgradi - integrirane fotonaponcije (BIPV), inkapsulaciji solarnih ćelija i energijom - učinkovite zgrade. Njegova jezgra je da učinkovito apsorbira ili prenosi solarno zračenje, a istovremeno ga pretvara u električnu energiju ili optimizira učinkovitost prijenosa energije. Ovaj članak sustavno objašnjava glavne metode pripreme, ključne tehničke parametre i strategije optimizacije performansi za solarno staklo.
I. Klasifikacija i osnovni zahtjevi solarnog stakla
Solarno staklo može se podijeliti u tri kategorije na temelju njegove funkcije:
1.Photovoltaic glass: Serves as the encapsulation substrate for solar cells and requires high light transmittance (typically >90%) i vremenski otpor.
2.fotermalno staklo za pretvorbu: apsorbira solarno zračenje kroz premaz i pretvara ga u toplinu, pri čemu je ključ selektivne površinske apsorpcije.
3. Prozirno provodljivo staklo: uključuje prozirne provodljive okside (poput ITO i FTO) i koristi se kao sloj elektroda za tanke - filmske solarne ćelije.
Osnovni zahtjevi za performanse uključuju: optičku propusnost (vidljivo svjetlo), infracrvenu reflektivnost (smanjenje gubitka topline), mehaničku čvrstoću (otpornost na tlak vjetra i udar) i kemijsku stabilnost (otpornost na UV starenje).
Ii. Glavne metode proizvodnje i protoci procesa
1. Poboljšanja procesa s plutajućim staklom
Tradicionalna proizvodnja plutajućih stakla uključuje spljošteno rastopljeno staklo u limenoj kupki kako bi se stvorila čaša. Solarno staklo, na temelju toga, suočava se s još većom potrebama čistoće i površinske ravnice. Ključna poboljšanja uključuju:
• Niska - Formulacija željeza: Smanjenje sadržaja željeznog oksida na ispod 0,01% (u usporedbi s 0,1% do 0,3% za konvencionalno staklo) značajno poboljšava propusnost svjetlosti;
• U - linija premaza: Anti {- refleksni prevlaci ili slojevi se deponiraju u lehr plutajućim lehr putem kemijskog taloženja pare (CVD) ili SOL - GEL metoda. Na primjer, SIO₂ - tio₂ višeslojni višeslojni mogu povećati propusnost vidljive svjetlosti na preko 95%.
2. Offline tehnologija vakuumskog premaza
Za visoku - Performance Photovoltaic Staklen, Offline Magnetron SPUTTERING ili ELECTRON EFAPARACION OBOT je glavni izbor:
• Magnetron prskanje: naloži silicij nitrid (sinₓ) ili tanki filmovi indijskog oksida (ITO) na staklenoj podlozi. SINₓ film pruža i anti - refleksiju (njegov indeks loma može se prilagoditi između 1,9 i 2.1) i zaštitu od pasivacije.
• Višeslojni dizajn: izmjenjujući taloženje visokog - refrakcije - indeksnih materijala (poput tio₂) i niskog - refrakcije - indeksnih materijala (poput SiO₂), puna je optimirana. Na primjer, dvostruko - srebrni niski - e staklo može odražavati preko 80% infracrvenog zračenja.
3. Sol - Gel metoda i rješenje premaza
Low - Trošak rješenja često koriste postupak sol - gela za pripremu funkcionalnih premaza nanoscale:
• Tio₂ fotokatalitički premazi: Titanijski dioksid (TiO₂) Fotokatalitički prevlaci nastaju hidroliziranjem titanijskih alkoksida kako bi se stvorio ujednačen sol. Ovaj SOL se tada uranja - obloženo ili vrti - obloženo, nakon čega slijedi toplinska obrada, za prenošenje Self - Svojstva čišćenja i UV filtriranja na staklo.
• Kvantno doping: CDSE ili PBS kvantne točke unose se u matricu gela kako bi se proširio spektralni odgovor na blizu - infracrvenu regiju, što ih čini prikladnim za tandemske solarne ćelije.
Iii. Ključne tehnologije optimizacije performansi
1. Anti - odraz i anti -
Kroz teorijske proračune (npr. Fresnelove jednadžbe), podudaraju se gradijenti indeksa refrakcije zraka (n=1.0), premaza (n ≈ 1,3–1,5) i staklo (n ≈ 1,5). Na primjer, dvostruki - sloj mgf₂ - SIO₂ prevlaka može smanjiti gubitak refleksije sa 4% na ispod 1%.
2. Anti - PID (potencijalno inducirana razgradnja) liječenje
Da bi se riješili PID problem u kristalnim silicijskim fotonaponskim modulima, dugačka - Izraz modul degradacija može se kontrolirati na manje od 1% dodavanjem sloja barijera iona od alkalnog metala (kao što je AL₂O₃ difuzijska barijera) na narancu {}- lime limu čaša).
3. Fleksibilna i zakrivljena tehnologija oblikovanja površine
Da bi se prilagodile zakrivljene arhitektonske površine, fleksibilni polimerni kompozitni procesi (poput supstrata PET/ETFE vezani na ultra - tanko staklo) ili vruće savijanje može se koristiti za stvaranje zakrivljenog fotonapojskog stakla s polumjerom manjim od 500 mm. To zahtijeva kontrolirano žarenje kako bi se spriječilo pucanje stresa.
Iv. Izgledi za prijavu i izazovi
Industrijalizacija solarnog stakla i dalje se suočava s izazovima, uključujući kontrolu troškova (npr. Visoka ulaganja u opremu za raspršivanje magnetrona), postizanje ujednačenog premaza u velikoj mjeri (debljina filma manja od ± 2nm za velike staklene površine) i tehnologije recikliranja (uključujući detoksikaciju teških metalnih prevlaka). Budući upute za razvoj uključuju:
•
Specifično staklo za perovskit - silikonske tandemske stanice: razvijanje specijaliziranog stakla s visokom UV prijenosom kako bi se nadopunio sloj apsorbera perovskita;
•
Inteligentna integracija zatamnjenja: Uključivanje elektrohromnog sloja (poput WO₃) za postizanje dinamičkog zasjenjenja i sinergističke proizvodnje energije;
•
Nula - Manufacturing ugljika: Zamjena tradicionalnog žarenja prirodnog plina tehnologijom smanjenja zelenog vodika za smanjenje emisija ugljika u životu.
Zaključak
Tehnologija proizvodnje solarnih stakla integrira inovativne pristupe u znanosti o materijalima, optičkom inženjerstvu i energetskoj tehnologiji. Njegove poboljšane performanse izravno promiču široko prihvaćanje fotonaponske integracije zgrade i distribuiranih energetskih sustava. Kroz kontinuiranu optimizaciju materijalnih sustava i proizvodnih procesa, solarno staklo može postati jedan od ključnih potpornih materijala za postizanje globalnih ciljeva neutralnosti ugljika.
