Solglas, som et kernemateriale til fotovoltaiske moduler og bygning - Integrerede fotovoltaiske (BIPV) systemer, har en betydelig indflydelse på dens ydeevne, fotovoltaisk konverteringseffektivitet, vejrbestandighed og levetid. Dets primære materiale er typisk sammensat af et basisglaslag og en funktionel belægning eller mellemlag. Kombinationen af disse materialer sigter mod at afbalancere nøglepræstationsindikatorer såsom lysoverførsel, infrarød refleksionsevne, påvirkningsmodstand og holdbarhed. Følgende beskriver basisglasmaterialet og funktionelle modificerede materialer.
1. basisglasmaterialer
The base layer of solar glass is typically made of high-transmittance float glass, primarily composed of silicates, including silicon dioxide (SiO₂, approximately 70%-72%), sodium oxide (Na₂O, 12%-15%), calcium oxide (CaO, 8%-10%), and small amounts of Magnesiumoxid (MGO) og aluminiumoxid (Al₂o₃). Kvartsand med høj renhed (SIO₂-indhold større end eller lig med 99%) er det centrale råmateriale, der bestemmer lysoverførsel. Smelte med høj temperatur skaber en ensartet amorf struktur, der minimerer lysspredning og generelt opnåelse af synligt lysoverførsel på over 90% (sammenlignet med ca. 85% -88% for konventionelt arkitektonisk glas).
For yderligere at forbedre den optiske ydelse bruger nogle høje - slutprodukter ultra - klart floatglas (jernindhold mindre end eller lig med 0,015%). Dens lave jernindhold reducerer markant grøn spektrumabsorption, hvilket resulterer i et næsten farveløst og gennemsigtigt glas. Dette gør det især velegnet til fotovoltaiske gardinvægge og ovenlysvæg, hvor farvegengivelse er afgørende. Endvidere optimerer kontrol af annealingkurven under smelteprocessen den interne stressfordeling af glasset, hvilket forbedrer dens modstand mod vindtryk og termisk stød (for eksempel temperering af behandling i overensstemmelse med GB/T 15763.1-2009-standard, med en overfladekomprimerende stress, der er større end eller lig med 90 MPa).
Ii. Funktionelle modificerede materialer
For at forbedre strømproduktionseffektiviteten og miljøtilpasningsevne af solglas skal specifikke funktionelle lag integreres i dens overflade eller struktur. Disse lag er primært kategoriseret i de følgende tre kategorier:
1. Anti - Reflekterende belægning (ARC)
ARC'er er typisk sammensat af en siliciumdioxid (SiO₂) - titandioxid (TiO₂) sammensat nanofilm. Ved at kontrollere filmtykkelsen (ca. 100 - 150 nm, ca. halvdelen af bølgelængden af synligt lys), skaber de en destruktiv interferenseffekt, hvilket reducerer reflektionsevnen af glasoverfladen fra 8%- 10%for almindeligt flydglas til 1%- 3%derved øger den samlede lysoverførsel. Nogle produkter bruger en sol-gel-metode til at oprette et flerlags, graderet-refraktivt indeksbelægningssystem, hvilket yderligere udvider det effektive spektrale interval (dækker området 380-1100 nm).
2. Infrarødt reflekterende lag (lav- E eller fotovoltaisk selektiv film)
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. mellemlag eller indkapslingsmiddel
I fotovoltaiske modulapplikationer lamineres ofte solglas med et mellemlag af polyvinylbutyral (PVB) eller ethylenvinylacetat (EVA), der danner en "glas - eva/celle- eva - backsheet" struktur. PVB tilbyder fremragende påvirkningsmodstand og UV - blokering af egenskaber (transmission<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. Materiel innovation til specielle scenarier
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 grader) reducerer det støvadhæsion, hvilket yderligere reducerer vedligeholdelsesomkostningerne.
Sammenfattende er design af solglasmateriale en omfattende fusion af materialevidenskab, optisk teknik og energiteknologi. Dens kerne ligger i at maksimere fotovoltaisk konverteringseffektivitet og samtidig sikre strukturel sikkerhed gennem det høje lysoverførsel af basisglasset og den nøjagtige kontrol af de funktionelle lag. Efterhånden som efterspørgslen efter fotovoltaisk bygningsintegration vokser i fremtiden, vil sammensatte materialer, der kombinerer æstetisk design med høj ydeevne, blive en forsknings- og udviklingsprioritet.
