Thủy tinh mặt trời, như một vật liệu cốt lõi cho các mô -đun quang điện và xây dựng - Các hệ thống quang điện tích hợp (BIPV), có tác động đáng kể đến hiệu suất, hiệu quả chuyển đổi quang điện, kháng thời tiết và tuổi thọ dịch vụ. Vật liệu chính của nó thường bao gồm một lớp thủy tinh cơ sở và lớp phủ hoặc lớp phủ chức năng. Sự kết hợp của các vật liệu này nhằm mục đích cân bằng các chỉ số hiệu suất chính như độ truyền sáng, độ phản xạ hồng ngoại, khả năng chống va đập và độ bền. Sau đây mô tả các vật liệu thủy tinh cơ sở và vật liệu sửa đổi chức năng.
1. Vật liệu thủy tinh cơ sở
Lớp cơ sở của thủy tinh mặt trời thường được làm bằng thủy tinh phao truyền qua cao - oxit magiê (MGO) và oxit nhôm (Al₂O₃). Cát thạch anh có độ tinh khiết cao (hàm lượng SiO₂ lớn hơn hoặc bằng 99%) là nguyên liệu thô cốt lõi xác định độ truyền ánh sáng. Sự nóng chảy nhiệt độ cao tạo ra cấu trúc vô định hình đồng đều, giảm thiểu sự tán xạ ánh sáng và thường đạt được độ truyền ánh sáng có thể nhìn thấy vượt quá 90% (so với khoảng 85% -88% đối với kính kiến trúc thông thường).
Để tăng cường hơn nữa hiệu suất quang học, một số sản phẩm cuối- sử dụng Ultra - Kính nổi rõ ràng (hàm lượng sắt nhỏ hơn hoặc bằng 0,015%). Hàm lượng sắt thấp của nó làm giảm đáng kể sự hấp thụ quang phổ màu xanh lá cây, dẫn đến một loại thủy tinh gần như không màu và trong suốt. Điều này làm cho nó đặc biệt phù hợp cho các bức tường và giếng trời quang điện, trong đó tái tạo màu rất quan trọng. Hơn nữa, việc kiểm soát đường cong ủ trong quá trình nóng chảy tối ưu hóa sự phân bố ứng suất bên trong của kính, cải thiện khả năng chống áp lực gió và sốc nhiệt (ví dụ, điều trị ủ theo tiêu chuẩn GB/T 15763.1-2009, với ứng suất nén bề mặt lớn hơn hoặc bằng 90 MPa).
Ii. Vật liệu sửa đổi chức năng
Để tăng cường hiệu quả phát điện và khả năng thích ứng môi trường của kính mặt trời, các lớp chức năng cụ thể phải được tích hợp vào bề mặt hoặc cấu trúc của nó. Các lớp này chủ yếu được phân loại thành ba loại sau:
1. Anti - Lớp phủ phản xạ (ARC)
Các cung thường bao gồm một silicon dioxide (SiO₂) - Titanium dioxide (TiO₂) Nanofilm tổng hợp. Bằng cách kiểm soát độ dày màng (khoảng 100 - 150nm, khoảng một nửa bước sóng của ánh sáng nhìn thấy), chúng tạo ra hiệu ứng nhiễu phá hủy, làm giảm độ phản xạ của bề mặt kính từ 8%- 10%. Một số sản phẩm sử dụng phương pháp sol-gel để tạo ra hệ thống phủ chỉ số đa lớp, được phân loại, mở rộng hơn nữa phạm vi quang phổ hiệu quả (bao gồm phạm vi 380-1100nm).
2. Lớp phản xạ hồng ngoại (thấp - E hoặc màng chọn lọc quang điện)
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.
Trong các ứng dụng mô -đun quang điện, thủy tinh mặt trời thường được nhiều lớp với một lớp polyvinyl butyral (PVB) hoặc ethylene vinyl acetate (EVA), tạo thành một "thủy tinh - eva/cell -} eva { PVB cung cấp khả năng chống va đập tuyệt vời và UV - Các thuộc tính chặn (Truyền<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. Đổi mới vật chất cho các kịch bản đặc biệt
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 độ), nó làm giảm độ bám dính bụi, làm giảm thêm chi phí bảo trì.
Tóm lại, thiết kế vật liệu thủy tinh mặt trời là sự hợp nhất toàn diện của khoa học vật liệu, kỹ thuật quang học và công nghệ năng lượng. Lõi của nó nằm trong việc tối đa hóa hiệu suất chuyển đổi quang điện trong khi đảm bảo an toàn cấu trúc thông qua độ truyền sáng cao của kính cơ sở và kiểm soát chính xác các lớp chức năng. Khi nhu cầu tích hợp xây dựng quang điện phát triển trong tương lai, các vật liệu composite kết hợp thiết kế thẩm mỹ với hiệu suất cao sẽ trở thành ưu tiên nghiên cứu và phát triển.
