Solglas, ett nytt material som kombinerar ljusöverföring med fotovoltaisk kraftproduktion, har betydande applikationsvärde i byggnaden - Integrerade fotovoltaik (BIPV), solcellinkapsling och energi - Effektiva byggnader. Dess kärnfunktion är att effektivt absorbera eller överföra solstrålning samtidigt som den omvandlas till el eller optimera energiöverföringseffektiviteten. Den här artikeln förklarar systematiskt de viktigaste förberedelsemetoderna, viktiga tekniska parametrar och strategier för optimering av prestanda för solglas.
I. Klassificering och grundläggande krav på solglas
Solglas kan delas in i tre kategorier baserat på dess funktion:
1.Photovoltaic glass: Serves as the encapsulation substrate for solar cells and requires high light transmittance (typically >90%) och vädermotstånd.
2. Fototermiskt omvandlingsglas: absorberar solstrålning genom en beläggning och omvandlar det till värme, med en selektiv ytabsorptionsbeläggning är nyckeln.
3. Transparent ledande glas: innehåller transparenta ledande oxider (såsom ITO och FTO) och används som elektrodskikt för tunt - -filmceller.
Grundläggande prestandakrav inkluderar: optisk transmittans (synligt ljus), infraröd reflektivitet (reducerande värmeförlust), mekanisk styrka (motstånd mot vindtryck och påverkan) och kemisk stabilitet (resistens mot UV -åldrande).
Ii. Mainstream produktionsmetoder och processflöden
1. Förbättringar av flottörglasprocesser
Traditionell floatglasproduktion involverar platta smält glas i ett tennbad för att bilda ett glas. Solglas står på denna grund, ännu högre renhets- och ytflathetskrav. Viktiga förbättringar inkluderar:
• Låg - Järnformulering: Att minska järnoxidinnehållet till under 0,01% (jämfört med 0,1% till 0,3% för konventionellt glas) förbättrar signifikant ljusöverföring;
• I - Linjebeläggning: anti - Reflektionsbeläggningar eller lager deponeras i flottörens glödgning Lehr via kemisk ångavsättning (CVD) eller SOL - gelmetoder. Till exempel kan sio₂ - tio₂ flerskikt öka synlig ljusöverföring till över 95%.
2. Vakuumbeläggningsteknik
För hög - Prestanda fotovoltaiskt glas, offline magnetron sputtering eller elektronstråle avdunstning beläggning är det vanliga valet:
• Magnetron sputtering: avsättningar kiselnitrid (sinₓ) eller indium tennoxid (ITO) tunna filmer på ett glasunderlag. Sinₓ -filmen ger både anti - reflektion (dess brytningsindex kan justeras mellan 1,9 och 2.1) och passiveringsskydd.
• Multilayer -design: Genom att växla avsättning av hög - brytning - indexmaterial (såsom Tio₂) och låg - brytningseffektiv - indexmaterial (såsom sio₂), full - spektrum transmission är optimiserad. Till exempel kan dubbel - Silver Low - e glas återspegla över 80% av infraröd strålning.
3. Sol - gelmetod och lösningsbeläggning
Låg - Kostnadslösningar använder ofta SOL - gelprocessen för att förbereda nanoskala funktionella beläggningar:
• Tio₂ fotokatalytiska beläggningar: titandioxid (Tio₂) fotokatalytiska beläggningar bildas genom hydrolyserande titanalkoxider för att bilda en enhetlig sol. Denna sol är sedan dopp - belagd eller snurr - belagd, följt av värmebehandling, för att förmedla själv - rengöring och UV -filtreringsegenskaper till glas.
• Kvantdoping: CDSE- eller PBS -kvantprickar introduceras i gelmatrisen för att utöka spektralsvaret till det nära - infraröda området, vilket gör dem lämpliga för tandemsolceller.
Iii. Teknologier för viktiga prestandaoptimering
1. anti - reflektion och anti - reflektionsdesign
Genom teoretiska beräkningar (t.ex. Fresnel -ekvationen) matchas brytningsindexgradienterna för luft (n=1.0), beläggning (n ≈ 1,3–1,5) och glas (n ≈ 1,5). Till exempel kan en dubbel - skikt Mgf₂ - SIO₂ -beläggning minska reflektionsförlusten från 4% till under 1%.
2. Anti - PID (potentiell inducerad nedbrytning) behandling
To address the PID issue in crystalline silicon photovoltaic modules, long-term module power degradation can be controlled to less than 1% by adding an alkali metal ion barrier layer (such as an Al₂O₃ diffusion barrier) to soda-lime glass or using a sodium-free substrate (such as borosilicate glas).
3. Flexibel och krökt ytformningsteknologi
För att rymma böjda arkitektoniska ytor kan flexibla polymerkompositprocesser (såsom PET/ETFE -substrat bundna till Ultra - tunt glas) eller varmböjning användas för att producera böjda fotovoltaiska glas med en radie på mindre än 500 mm. Detta kräver kontrollerad glödgning för att förhindra stresssprickor.
Iv. Tillämpningsutsikter och utmaningar
Industrialiseringen av solglas står fortfarande inför utmaningar, inklusive kostnadskontroll (t.ex. hög investering i magnetron sputtering utrustning), uppnår enhetlig beläggning i stor skala (filmtjocklek avvikelse på mindre än ± 2nm för stora glasytor) och återvinningsteknologier (inklusive avgiftning av tungmetallbeläggningar). Framtida utvecklingsanvisningar inkluderar:
•
Specifikt glas för perovskite - kisel tandemceller: utveckla specialiserat glas med hög UV -transmittans för att komplettera perovskite absorberskiktet;
•
Intelligent dimning av integration: Inkorporera ett elektrokromiskt skikt (som WO₃) för att uppnå dynamisk skuggning och synergistisk kraftproduktion;
•
Zero - Kolproduktion: Byte av traditionell naturgas -glödgning med grön vätereduktionsteknik för att minska livscykelkolutsläppen.
Slutsats
Tillverkningsteknik för solglas integrerar innovativa tillvägagångssätt inom materialvetenskap, optisk teknik och energiteknologi. Dess förbättrade prestanda främjar direkt det utbredda antagandet av fotovoltaisk byggnadsintegration och distribuerade energisystem. Genom kontinuerlig optimering av materialsystem och tillverkningsprocesser har solglas potentialen att bli ett av de viktigaste stödmaterialet för att uppnå globala kolneutralitetsmål.
