Solglas, som ett kärnmaterial för fotovoltaiska moduler och byggnadsintegrerade fotovoltaiska system (BIPV), har en betydande inverkan på dess prestanda, fotovoltaisk omvandlingseffektivitet, vädermotstånd och livslängd. Dess primära material består vanligtvis av ett basglasskikt och en funktionell beläggning eller mellanlager. Kombinationen av dessa material syftar till att balansera viktiga prestationsindikatorer som ljusöverföring, infraröd reflektivitet, slagmotstånd och hållbarhet. Följande beskriver basglasmaterialet och funktionella modifierade material.
1. Basglasmaterial
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 magnesium oxide (MgO) and aluminum oxide (Al₂O₃). Kvartsand med hög renhet (SIO₂-innehåll som är större än eller lika med 99%) är kärnmaterialet som bestämmer ljusöverföring. Högtemperatursmältning skapar en enhetlig amorf struktur, minimerar ljusspridning och generellt uppnår synlig ljusöverföring som överstiger 90% (jämfört med cirka 85% -88% för konventionellt arkitektoniskt glas).
För att ytterligare förbättra optisk prestanda använder vissa avancerade produkter ultra-klart flytglas (järninnehåll mindre än eller lika med 0,015%). Dess låga järninnehåll minskar avsevärt gröna spektrumsabsorption, vilket resulterar i ett nästan färglöst och transparent glas. Detta gör det särskilt lämpligt för fotovoltaiska gardinväggar och takfönster, där färgåtergivning är avgörande. Vidare optimerar kontrollen av glödgningskurvan under smältprocessen den inre spänningsfördelningen av glaset, vilket förbättrar dess motstånd mot vindtryck och termisk chock (till exempel härdande behandling i enlighet med GB/T 15763.1-2009-standarden, med en ytkomtrycklig spänning större än eller lika med 90 MPa).
Ii. Funktionella modifierade material
För att förbättra kraftproduktionens effektivitet och miljöanpassningsbarhet för solglas måste specifika funktionella skikt integreras i dess yta eller struktur. Dessa lager kategoriseras främst i följande tre kategorier:
1. Anti-reflekterande beläggning (ARC)
Bågar består vanligtvis av en kiseldioxid (SiO₂) -titandioxid (Tio₂) sammansatt nanofilm. Genom att kontrollera filmtjockleken (ungefär 100-150 nm, ungefär hälften av våglängden för synligt ljus), skapar de en destruktiv interferenseffekt, vilket minskar reflektiviteten hos glasytan från 8%-10%för vanligt flytglas till 1%-3%, vilket ökar den totala ljustransmitansen. Vissa produkter använder en sol-gel-metod för att skapa ett flerskikt, graderad-refaktivt-indexbeläggningssystem, vilket ytterligare breddar det effektiva spektrala intervallet (som täcker intervallet 380-1100 nm).
2. Infraröd reflekterande lager (låg-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. Interlager eller inkapslande
I fotovoltaiska modulapplikationer lamineras solglas ofta med ett mellanlagare av polyvinylbutyral (PVB) eller etylenvinylacetat (EVA), som bildar en "glas-eva/cell-eva-backsheet" -struktur. PVB erbjuder utmärkt slagmotstånd och UV-blockerande egenskaper (överföring<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. Materiell innovation för speciella 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), det minskar damm vidhäftning, vilket ytterligare minskar underhållskostnaderna.
Sammanfattningsvis är design av solglas en omfattande sammansmältning av materialvetenskap, optisk teknik och energiteknologi. Kärnan ligger i att maximera fotovoltaisk omvandlingseffektivitet samtidigt som man säkerställer strukturell säkerhet genom basglasets höga ljusöverföring och den exakta kontrollen av de funktionella skikten. När efterfrågan på fotovoltaisk byggnadsintegration växer i framtiden kommer sammansatta material som kombinerar estetisk design med hög prestanda en prioritering av forskning och utveckling.
