זכוכית סולארית, כחומר ליבה למודולים פוטו -וולטאיים ובניית מערכות - משולבות פוטו -וולטאיות (BIPV), משפיעה משמעותית על ביצועיו, יעילות המרה פוטו -וולטאית, עמידות בפני מזג האוויר ועל חיי השירות. החומר העיקרי שלו מורכב בדרך כלל משכבת זכוכית בסיסית וציפוי או שכבתי פונקציונלי. השילוב של חומרים אלה נועד לאזן בין אינדיקטורים לביצועי מפתח כמו העברת אור, רפלקטיביות אינפרא אדום, עמידות בפני השפעה ועמידות. להלן מתאר את חומר הזכוכית הבסיסית ואת החומרים ששונו פונקציונליים.
1. חומרי זכוכית בסיס
שכבת הבסיס של זכוכית סולארית עשויה בדרך כלל מזכוכית ציפה גבוהה {} {}}, המורכבת בעיקר מסיליקטים, כולל סיליקון דו-חמצני (SiO₂, כ- 70%- 72%), נתרן (Na₂o, 12%- 15%), Cabs, Cap, Cabs, Cabs, Capes, Caps, Caps, Caps, Cabs, Caps, Caps, Caps, Caps, caps, cabs, caps, caps, caps, caps, caps, caps, caps, תחמוצת (MGO) ותחמוצת אלומיניום (al₂o₃). חול קוורץ טוהר גבוה (תוכן SiO₂ גדול או שווה ל 99%) הוא חומר הגלם הליבה שקובע העברת אור. התכה בטמפרטורה גבוהה יוצרת מבנה אמורפי אחיד, ממזער את פיזור האור ובאופן כללי השגת העברת אור גלויה עולה על 90% (לעומת 85% -88% לזכוכית אדריכלית קונבנציונאלית).
כדי לשפר עוד יותר את הביצועים האופטיים, כמה מוצרי סיום {}}} גבוהים משתמשים באולטרה - זכוכית צף ברורה (תוכן ברזל פחות או שווה ל 0.015%). תכולת הברזל הנמוכה שלה מפחיתה משמעותית את ספיגת הספקטרום הירוק, וכתוצאה מכך זכוכית כמעט חסרת צבע ושקופה. זה הופך אותו למתאים במיוחד לקירות וילון פוטו -וולטאיים ואורות צוהר, שבהם רבייה צבעונית היא מכריעה. יתרה מזאת, שליטה על עקומת החישול במהלך תהליך ההיתוך מייעלת את חלוקת הלחץ הפנימית של הזכוכית, ומשפרת את עמידותו ללחץ הרוח ולהלם תרמי (למשל, טיפול ברביה בהתאם לתקן GB/T 15763.1-2009, עם לחץ דחיסת שטח גדול או שווה ל 90 mPa).
II. חומרים ששונו פונקציונליים
כדי לשפר את יעילות ייצור החשמל ואת יכולת ההסתגלות הסביבתית של זכוכית סולארית, יש לשלב שכבות פונקציונליות ספציפיות אל פני השטח או המבנה שלה. שכבות אלה מסווגות בעיקר לשלוש הקטגוריות הבאות:
1. אנטי - ציפוי רפלקטיבי (ARC)
קשתות מורכבות בדרך כלל מסיליקון דו חמצני (SiO₂) - טיטניום דו חמצני (TiO₂) ננו -פילם מורכב. על ידי שליטה בעובי הסרט (בערך 100 - 150 ננומטר, כמחצית מאורך הגל של האור הנראה), הם יוצרים אפקט הפרעה הרסני, ומפחיתים את ההשתקפות של פני הזכוכית מ- 8%{}}} 10%עבור זכוכית צפה רגילה ל -1%{} 10}} 3%, מעלה בתואר כללי. מוצרים מסוימים משתמשים בשיטת SOL-Gel ליצירת מערכת ציפוי מדורגת-דרגה-מדורגת-אינדקס, תוך הרחבת עוד יותר את הטווח הספקטרלי האפקטיבי (המכסה את טווח 380-1100 ננומטר).
2. שכבה רפלקטיבית אינפרא אדום (נמוך - E או סרט סלקטיבי פוטו -וולטאי)
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. שכבתי או אנקפסולנט
ביישומי מודול פוטו -וולטאיים, זכוכית סולארית לרוב למינציה עם שכבתי של פוליוויניל בוטראלי (PVB) או אתילן ויניל אצטט (EVA), ויוצרים "זכוכית - EVA/תא {}} uP - מבנה". PVB מציע עמידות בפני השפעה מעולה ו- UV - מאפייני חסימה (העברה<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. חדשנות חומרית לתרחישים מיוחדים
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 מעלות), זה מקטין את הידבקות האבק, ומפחית עוד יותר את עלויות התחזוקה.
לסיכום, תכנון חומרי זכוכית סולארית הוא מיזוג מקיף של מדעי החומרים, הנדסה אופטית וטכנולוגיית אנרגיה. הליבה שלה טמונה במקסום יעילות המרה פוטו -וולטאית תוך הבטחת בטיחות מבנית באמצעות העברת האור הגבוה של זכוכית הבסיס והשליטה המדויקת של השכבות התפקודיות. ככל שהביקוש לשילוב הבנייה הפוטו -וולטאית גדל בעתיד, חומרים מורכבים המשלבים תכנון אסתטי עם ביצועים גבוהים יהפכו לעדיפות למחקר ופיתוח.
