Sticla solară, ca material de bază pentru module fotovoltaice și construcții - sisteme fotovoltaice integrate (BIPV), are un impact semnificativ asupra performanței, eficienței conversiei fotovoltaice, rezistenței la intemperii și a duratei de viață. Materialul său principal este compus de obicei dintr -un strat de sticlă de bază și un acoperire funcțională sau un inter -strat. Combinația acestor materiale își propune să echilibreze indicatorii cheie de performanță, cum ar fi transmiterea luminii, reflectivitatea infraroșu, rezistența la impact și durabilitatea. Următorul descrie materialul de sticlă de bază și materialele modificate funcționale.
1. Materiale de sticlă de bază
Stratul de bază al sticlei solare este de obicei fabricat din sticlă de transmisie ridicată -, compus în principal din silicați, inclusiv dioxid de siliciu (sio₂, aproximativ 70%- 72%), oxid de sodiu (Na₂o, 12%- 15%), oxid de calciu (CaO, 8%--10%) și sume mici), și sume mici de calium (CaO, 8%--10%) și sume mici) Oxid (MgO) și oxid de aluminiu (Al₂o₃). Nisipul de cuarț de înaltă puritate (conținutul SIO₂ mai mare sau egal cu 99%) este materiile prime de bază care determină transmiterea luminii. Topirea la temperatură ridicată creează o structură amorfă uniformă, minimizând împrăștierea luminii și, în general, obținând o transmitere vizibilă a luminii care depășește 90% (comparativ cu aproximativ 85% -88% pentru sticla arhitecturală convențională).
Pentru a îmbunătăți în continuare performanța optică, unele produse finale - utilizează Ultra - sticlă plutitoare (conținut de fier mai mic sau egal cu 0,015%). Conținutul său scăzut de fier reduce semnificativ absorbția spectrului verde, ceea ce duce la o sticlă aproape incoloră și transparentă. Acest lucru îl face deosebit de potrivit pentru pereții și luminatoare ale perdelelor fotovoltaice, unde reproducerea culorilor este crucială. Mai mult, controlul curbei de recoacere în timpul procesului de topire optimizează distribuția internă a stresului a sticlei, îmbunătățindu-și rezistența la presiunea vântului și la șocul termic (de exemplu, temperarea tratamentului în conformitate cu standardul de compresie de suprafață mai mare sau egal cu 90 MPa).
Ii. Materiale modificate funcționale
Pentru a îmbunătăți eficiența generarii de energie și adaptabilitatea mediului a sticlei solare, straturile funcționale specifice trebuie integrate în suprafața sau structura sa. Aceste straturi sunt clasificate în principal în următoarele trei categorii:
1. Anti - acoperire reflectorizantă (arc)
ARC -urile sunt compuse de obicei dintr -un dioxid de siliciu (sio₂) - dioxid de titan (tio₂) compus nanofilm. Prin controlul grosimii filmului (aproximativ 100 - 150 nm, aproximativ jumătate din lungimea de undă a luminii vizibile), ele creează un efect de interferență distructivă, reducând reflectivitatea suprafeței de sticlă de la 8%- 10%pentru sticla obișnuită la 1%{{10} {3%, crescând prin aceasta o transmisie generală obișnuită. Unele produse utilizează o metodă Sol-Gel pentru a crea un sistem de acoperire cu indice de refractiv, gradat, lărgind în continuare intervalul spectral eficient (care acoperă intervalul de 380-1100 nm).
2. Strat reflectorizant infraroșu (scăzut - e sau film selectiv fotovoltaic)
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. Inter -strat sau încapsulant
În aplicațiile modulului fotovoltaic, sticla solară este adesea laminată cu un inter -strat de polivinil butiral (PVB) sau acetat de vinil de etilen (EVA), formând o structură "de sticlă -}}} {- Eva {-}}. PVB oferă o rezistență excelentă la impact și UV - Proprietăți de blocare<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. Inovație materială pentru scenarii speciale
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 de grade), reduce adeziunea prafului, reducând în continuare costurile de întreținere.
În rezumat, proiectarea materialelor din sticlă solară este o fuziune cuprinzătoare a științei materialelor, a ingineriei optice și a tehnologiei energetice. Nucleul său constă în maximizarea eficienței conversiei fotovoltaice, asigurând în același timp siguranța structurală prin transmiterea ridicată a luminii de bază și controlul precis al straturilor funcționale. Pe măsură ce cererea de integrare a clădirilor fotovoltaice crește în viitor, materialele compozite care combină designul estetic cu performanțe ridicate vor deveni o prioritate de cercetare și dezvoltare.
