Sončno steklo kot jedro materiala za fotovoltaične module in stavbe - integrirani fotovoltaični sistemi (BIPV) pomembno vplivajo na njegovo delovanje, učinkovitost fotovoltaične pretvorbe, vremensko odpornost in življenjsko dobo. Njegov primarni material je običajno sestavljen iz osnovne steklene plasti in funkcionalne prevleke ali vmesnega sloja. Namen kombinacije teh materialov je uravnotežiti ključne kazalnike učinkovitosti, kot so prepustnost svetlobe, infrardeča odbojnost, odpornost na udarce in trajnost. Naslednje opisuje osnovni stekleni material in funkcionalno spremenjene materiale.
1. osnovne steklene materiale
Osnovna plast sončnega stekla je običajno narejena iz visokega - prepustnosti plovnega stekla, sestavljenega predvsem iz silikatov, vključno s silicijevim dioksidom (sio₂, približno 70%- 72%), natrijevega oksida (na₂o, 12%{{11} 15%), kalmuba oksid (MgO) in aluminijev oksid (al₂o₃). Kremenč pesek z visoko čistočo (vsebnost sio₂, večja ali enaka 99%), je jedro surovine, ki določa prepustnost svetlobe. Visokotemperaturno taljenje ustvarja enakomerno amorfno strukturo, kar zmanjšuje razprševanje svetlobe in na splošno dosega vidno prepustnost svetlobe, ki presega 90% (v primerjavi s približno 85% -88% za konvencionalno arhitekturno steklo).
Za nadaljnje izboljšanje optičnih zmogljivosti nekateri visoki - končni izdelki uporabljajo Ultra - prozorno plovbo (vsebnost železa manj kot ali enaka 0,015%). Njegova nizka vsebnost železa znatno zmanjša absorpcijo zelenega spektra, kar ima za posledico skoraj brezbarvno in prozorno steklo. Zaradi tega je še posebej primeren za fotonapetostne stene zaves in strehe, kjer je barvna reprodukcija ključnega pomena. Poleg tega nadzor nad krivuljo žarjenja med postopkom taljenja optimizira notranjo porazdelitev stresa stekla, izboljša njegovo odpornost na tlak vetra in toplotni šok (na primer kariranje obdelave v skladu s standardom GB/T 15763.1-2009 s površinskim tlačnim stresom, večjim ali enakim 90 MPA).
Ii. Funkcionalno spremenjeni materiali
Za izboljšanje učinkovitosti proizvodnje energije in okoljske prilagodljivosti sončnega stekla je treba specifične funkcionalne plasti vključiti v njegovo površino ali strukturo. Te plasti so predvsem razvrščene v naslednje tri kategorije:
1. anti - odsevna prevleka (lok)
Loki so običajno sestavljeni iz silicijevega dioksida (SiO₂) - titanov dioksid (TiO₂) Sestavljen nanofilm. Z nadzorovanjem debeline filma (približno 100 - 150 nm, približno polovico valovne dolžine vidne svetlobe) ustvarijo uničevalni učinek motenj, kar zmanjša odbojnost steklene površine z 8%- 10%za običajni plavajoči stekli na 1%- 3%. Nekateri izdelki uporabljajo sol-gelovo metodo za ustvarjanje večplastnega sistema z razvrščenim indeksom z razvrščanjem in indeksom, kar še poveča učinkovito spektralno območje (pokriva območje 380-1100 nm).
2. infrardeči odsevni sloj (nizka - e ali fotovoltaični selektivni 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. Medplast ali inkapsulant
V aplikacijah fotonapetosnega modula je sončno steklo pogosto laminirano s vmesnikom polivinil butirala (PVB) ali etilen vinil acetata (EVA), ki tvori "steklo - eva/celico- eva- bactheet". PVB ponuja odličen udarni upor in UV - lastnosti blokiranja (prepustnost<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. Materialne inovacije za posebne scenarije
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 stopinj), zmanjšuje oprijem prahu, kar še zmanjša stroške vzdrževanja.
Če povzamemo, je zasnova materiala za sončno steklo obsežna fuzija znanosti o materialih, optičnega inženiringa in energetske tehnologije. Njegovo jedro je v maksimiranju učinkovitosti fotovoltaične pretvorbe, hkrati pa zagotavlja strukturno varnost z visokim prepustnostjo osnovnega stekla in natančnega nadzora funkcionalnih plasti. Ko bo povpraševanje po integraciji fotovoltaične stavbe v prihodnosti naraščalo, bodo kompozitni materiali, ki združujejo estetsko zasnovo z visoko zmogljivostjo, postali prednostna naloga raziskovanja in razvoja.
