Kaca surya, sebagai bahan inti untuk modul fotovoltaik dan membangun - sistem fotovoltaik terintegrasi (BIPV), memiliki dampak signifikan pada kinerja, efisiensi konversi fotovoltaik, ketahanan cuaca, dan masa pakai. Bahan utamanya biasanya terdiri dari lapisan kaca dasar dan lapisan fungsional atau interlayer. Kombinasi bahan -bahan ini bertujuan untuk menyeimbangkan indikator kinerja utama seperti transmitansi cahaya, reflektivitas inframerah, resistensi dampak, dan daya tahan. Berikut ini menjelaskan bahan kaca dasar dan bahan yang dimodifikasi fungsional.
1. Bahan kaca dasar
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 oksida (mgo) dan aluminium oksida (al₂o₃). Pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi (konten SiO₂ lebih besar dari atau sama dengan 99%) adalah bahan baku inti yang menentukan transmisi cahaya. Peleburan suhu tinggi menciptakan struktur amorf yang seragam, meminimalkan hamburan cahaya dan umumnya mencapai transmitansi cahaya yang terlihat melebihi 90% (dibandingkan dengan sekitar 85% -88% untuk kaca arsitektur konvensional).
Untuk lebih meningkatkan kinerja optik, beberapa produk akhir - tinggi menggunakan ultra - clear float glass (kandungan besi kurang dari atau sama dengan 0,015%). Kandungan zat besi yang rendah secara signifikan mengurangi penyerapan spektrum hijau, menghasilkan kaca yang hampir tidak berwarna dan transparan. Ini membuatnya sangat cocok untuk dinding tirai fotovoltaik dan skylight, di mana reproduksi warna sangat penting. Selain itu, mengendalikan kurva anil selama proses pencairan mengoptimalkan distribusi tegangan internal kaca, meningkatkan ketahanannya terhadap tekanan angin dan guncangan termal (misalnya, perlakuan tempering sesuai dengan standar GB/T 15763.1-2009, dengan stres tekan permukaan yang lebih besar dari atau sama dengan 90 MPa).
Ii. Bahan yang dimodifikasi fungsional
Untuk meningkatkan efisiensi pembangkit listrik dan kemampuan beradaptasi lingkungan dari kaca surya, lapisan fungsional spesifik harus diintegrasikan ke dalam permukaan atau strukturnya. Lapisan -lapisan ini terutama dikategorikan ke dalam tiga kategori berikut:
1. Anti - Reflective Coating (ARC)
Busur biasanya terdiri dari silikon dioksida (sio₂) - titanium dioksida (tio₂) nanofilm komposit. Dengan mengendalikan ketebalan film (kira -kira 100 - 150 nm, kira -kira setengah panjang gelombang cahaya yang terlihat), mereka menciptakan efek interferensi yang merusak, mengurangi reflektifitas permukaan kaca dari 8%- 10%untuk kaca float biasa menjadi 1%{{10} 3%, karenanya. Beberapa produk menggunakan metode sol-gel untuk membuat sistem pelapis indeks-refraktif bertingkat, lebih lanjut memperluas rentang spektral yang efektif (mencakup kisaran 380-1100 nm).
2. Lapisan reflektif inframerah (rendah - E atau film selektif fotovoltaik)
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. Interlayer atau Encapsulant
Dalam aplikasi modul fotovoltaik, kaca surya sering dilaminasi dengan interlayer polyvinyl butyral (PVB) atau ethylene vinyl acetate (EVA), membentuk "gelas - eva/sel -} {- {{1} {{{{2 {2}. PVB menawarkan resistensi dampak yang sangat baik dan UV - Properti Blocking (Transmittance<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.
AKU AKU AKU. Inovasi materi untuk skenario khusus
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 derajat), ini mengurangi adhesi debu, lebih lanjut mengurangi biaya perawatan.
Singkatnya, desain bahan kaca surya adalah perpaduan komprehensif ilmu material, teknik optik, dan teknologi energi. Intinya terletak pada memaksimalkan efisiensi konversi fotovoltaik sambil memastikan keamanan struktural melalui transmisi cahaya tinggi kaca dasar dan kontrol yang tepat dari lapisan fungsional. Ketika permintaan untuk integrasi bangunan fotovoltaik tumbuh di masa depan, bahan komposit yang menggabungkan desain estetika dengan kinerja tinggi akan menjadi prioritas penelitian dan pengembangan.
