A Solar Glass, egy új anyag, amely kombinálja a fényáteresztést a fotovoltaikus energiatermeléssel, jelentős alkalmazási értéket képvisel a - integrált fotovoltaika (BIPV), a napelemek kapszulázása és az energia - hatékony épületek épületében. Alapvető funkciója az, hogy hatékonyan felszívja vagy továbbítsa a napsugárzást, miközben átalakítja azt villamos energiává vagy optimalizálja az energiaátadási hatékonyságot. Ez a cikk szisztematikusan megmagyarázza a fő előkészítési módszereket, a kulcsfontosságú műszaki paramétereket és a teljesítmény optimalizálási stratégiáit a napsütéses üveg számára.
I. A napenergia -üveg osztályozása és alapvető követelményei
A napenergia üveg három kategóriába sorolható annak funkciója alapján:
1.Photovoltaic glass: Serves as the encapsulation substrate for solar cells and requires high light transmittance (typically >90%) és az időjárási ellenállás.
(
3. Átlátszó vezetőképes üveg: Átlátszó vezetőképes oxidokat (például ITO és FTO) tartalmaz, és elektródrétegként használják vékony - film napelemekhez.
Az alapvető teljesítménykövetelmények a következők: optikai transzmittancia (látható fény), infravörös reflexió (csökkentő hőveszteség), mechanikai szilárdság (a szélnyomás és ütés ellenállás) és a kémiai stabilitás (az UV -öregedés ellenállása).
Ii. Mainstream termelési módszerek és folyamatáramok
1.
A hagyományos úszó üvegtermelés magában foglalja az olvadt üveg simítását egy ónfürdőben, hogy egy pohár képződjön. A napsugárzást ezen az alapon még magasabb tisztasági és felületi lapossági követelményekkel szembesülnek. A legfontosabb fejlesztések a következők:
• Alacsony - vaskészítmény: A vas -oxid -tartalom 0,01% -ra történő csökkentése (szemben a hagyományos üveg 0,1% -kal 0,3% -ával) szignifikánsan javítja a fényátvitelt;
• A - vonal bevonatban: Anti - A reflexiós bevonatok vagy rétegek lerakódnak az úszó lágyító Lehr -ben kémiai gőzlerakódáson (CVD) vagy SOL - gél módszerekkel. Például a Sio₂ - Tio₂ többrétegű többrétegűek 95%-ra növelhetik a látható fényátadást.
2. Offline vákuumbevonat technológia
A magas - teljesítményű fotovoltaikus üveg esetében az offline magnetron porlasztás vagy az elektronnyaláb -párolgási bevonat a mainstream választás:
• Magnetron porlasztás: Szilícium -nitrid (SINₓ) vagy indium ón -oxid (ITO) vékony fóliák lerakódása egy üvegszubsztráton. A Sinₓ film mind az anti - reflexiót biztosítja (a törésmutatója 1,9 és 2.1 között beállítható), mind a passziváció védelme.
• Többrétegű kialakítás: A magas - refaktív - index anyagok (például a tio₂) és az alacsony - refaktív - index anyagok (például sio₂), teljes -}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {{}}}} {{}}} {- refaktív lerakódásával váltakozó kialakításával felváltva. Például a dupla - ezüst alacsony - E üveg tükrözi az infravörös sugárzás több mint 80% -át.
3. Sol - gél módszer és oldat bevonat
Alacsony - Költségmegoldások gyakran használják a SOL - gél folyamatot a nanoméretű funkcionális bevonatok előállításához:
• Tio₂ Photokatalitikus bevonatok: Titán -dioxid (TIO₂) A fotokatalitikus bevonatok hidrolizáló titán -alkoxidokkal képződnek, hogy egyenletes Sol képződjenek. Ez a szol ezután merül fel - bevonattal vagy spin - bevonattal, amelyet hőkezelés követ, hogy önmagát adja meg a - tisztítási és UV szűrési tulajdonságait az üvegre.
• Kvantum -dopping: A CDSE vagy a PBS kvantum pontok bevezetésre kerülnek a gélmátrixba, hogy meghosszabbítsák a spektrális választ a közeli - infravörös régióra, így alkalmassá teszik azokat tandem napelemekhez.
Iii. Kulcsfontosságú teljesítmény -optimalizálási technológiák
1.
Elméleti számítások (pl. A Fresnel -egyenlet), a Levid (N= 1.0), a bevonat (n ≈ 1,3–1,5) és az üveg (n ≈ 1,5) törésmutató -gradiensein keresztül egyeztetnek. Például egy dupla - réteg MGF₂ - Sio₂ bevonat 4% -ról 1% -ra csökkentheti a visszaverődés veszteségét.
2.
A kristályos szilícium -fotovoltaikus modulok PID -problémájának kezelésére a hosszú - kifejezés modul teljesítményének lebomlását kevesebb, mint 1% -ra lehet szabályozni, ha alkáli fémion gátréteg (például egy al₂o₃ diffúziós gát) hozzáadásával -} lime üveg vagy nátrium használata.
3. Rugalmas és ívelt felületi kialakító technológia
Az ívelt építészeti felületek befogadására rugalmas polimer kompozit folyamatok (például PET/ETFE szubsztrátok ultra - vékony üveg) vagy forró hajlítás felhasználhatók ívelt fotovoltaikus üveg előállítására, amelynek sugara kevesebb, mint 500 mm. Ehhez ellenőrzött lágyítás szükséges a stressz repedésének megakadályozása érdekében.
Iv. Alkalmazási kilátások és kihívások
A napenergia -üveg iparosodása továbbra is kihívásokkal néz szembe, ideértve a költségszabályozást (pl. Magas beruházás a mágneses porlasztó berendezésekbe), egységes bevonatot elérve a nagy léptékben (a film vastagságának eltérése kevesebb, mint ± 2 nm nagy üvegfelületeknél) és az újrahasznosítási technológiák (beleértve a nehéz fém bevonatok méregtelenítését). A jövőbeli fejlesztési irányok a következők:
•
Specifikus üveg a perovskite - szilícium tandem sejtekhez: speciális üveg kialakítása, magas UV -transzmittanciával a perovskite abszorbens réteg kiegészítéséhez;
•
Intelligens tompító integráció: Elektrokróm réteg (például wo₃) beépítése a dinamikus árnyékolás és a szinergetikus energiatermelés elérése érdekében;
•
Zero - Széngyártás: A hagyományos földgáz -lágyítás cseréje a zöld hidrogéncsökkentési technológiával az életciklusú szén -dioxid -kibocsátás csökkentése érdekében.
Következtetés
A napenergia -gyártási technológia integrálja az innovatív megközelítéseket az anyagtudomány, az optikai mérnöki és az energiatechnika területén. Javított teljesítménye közvetlenül elősegíti a fotovoltaikus épületintegráció és az elosztott energiarendszerek széles körű elfogadását. Az anyagrendszerek és a gyártási folyamatok folyamatos optimalizálása révén a Solar Glass az egyik legfontosabb támogató anyaggá válhat a globális szén -semlegességi célok eléréséhez.
