Solar Glass, bahan baru yang menggabungkan transmitansi cahaya dengan pembangkit listrik fotovoltaik, memiliki nilai aplikasi yang signifikan dalam membangun - fotovoltaics terintegrasi (BIPV), enkapsulasi sel surya, dan energi - bangunan yang efisien. Fungsi intinya adalah untuk secara efisien menyerap atau mentransmisikan radiasi matahari sambil mengubahnya menjadi listrik atau mengoptimalkan efisiensi transfer energi. Artikel ini secara sistematis menjelaskan metode persiapan utama, parameter teknis utama, dan strategi optimasi kinerja untuk kaca surya.
I. Klasifikasi dan Persyaratan Dasar Kaca Surya
Kaca surya dapat dibagi menjadi tiga kategori berdasarkan fungsinya:
1.Photovoltaic glass: Serves as the encapsulation substrate for solar cells and requires high light transmittance (typically >90%) dan resistensi cuaca.
2. Kaca konversi fototermal: menyerap radiasi matahari melalui lapisan dan mengubahnya menjadi panas, dengan lapisan penyerapan permukaan selektif menjadi kunci.
3. Kaca konduktif transparan: menggabungkan oksida konduktif transparan (seperti ITO dan FTO) dan digunakan sebagai lapisan elektroda untuk sel surya film tipis-.
Persyaratan kinerja dasar meliputi: transmitansi optik (cahaya tampak), reflektivitas inframerah (mengurangi kehilangan panas), kekuatan mekanik (resistensi terhadap tekanan dan dampak angin), dan stabilitas kimia (resistansi terhadap penuaan UV).
Ii. Metode produksi arus utama dan aliran proses
1. Perbaikan Proses Kaca Mengapung
Produksi kaca float tradisional melibatkan perataan gelas cair dalam bak timah untuk membentuk gelas. Kaca surya, atas dasar ini, menghadapi persyaratan kemurnian yang lebih tinggi dan kerataan permukaan. Perbaikan kunci meliputi:
• Rendah - formulasi besi: Mengurangi kandungan oksida besi hingga di bawah 0,01% (dibandingkan dengan 0,1% hingga 0,3% untuk kaca konvensional) secara signifikan meningkatkan transmitansi cahaya;
• Dalam {- pelapisan baris: anti - pelapisan atau lapisan refleksi disimpan dalam float anil lehr melalui deposisi uap kimia (CVD) atau sol - metode gel. Misalnya, sio₂ - tio₂ multilayers dapat meningkatkan transmitansi cahaya yang terlihat menjadi lebih dari 95%.
2. Teknologi Pelapisan Vakum Offline
Untuk gelas fotovoltaik - yang tinggi, sputtering magnetron offline atau lapisan penguapan balok elektron adalah pilihan utama:
• Magnetron Sputtering: Deposit Silikon nitrida (sinₓ) atau indium tin oxide (ITO) film tipis pada substrat kaca. Film Sinₓ menyediakan refleksi anti - (indeks biasnya dapat disesuaikan antara 1,9 dan 2.1) dan perlindungan pasif.
• Desain multilayer: dengan bergantian deposisi - bias - yang tinggi (seperti tio₂) dan rendah - refraktif - indeks materi (seperti SiO₂), full {{4} {3} spectrum transranspission ISEKSTIFIONAL IS EFERIPSIENSI ISEPISION ISEPISION IS EFERIPSIENSI. Misalnya, ganda - perak rendah - e kaca dapat mencerminkan lebih dari 80% radiasi inframerah.
3. Sol - Metode gel dan pelapisan solusi
Rendah - solusi biaya sering kali menggunakan sol - proses gel untuk menyiapkan pelapis fungsional skala nano:
• Pelapisan fotokatalitik TiO₂: pelapis fotokatalitik titanium dioksida (TIO₂) dibentuk dengan menghidrolisis titanium alkoksida untuk membentuk sol yang seragam. SOL ini kemudian dikurangi - dilapisi atau spin - dilapisi, diikuti dengan perlakuan panas, untuk memberikan diri - pembersihan dan properti pemfilteran UV ke kaca.
• Doping kuantum: Titik CDSE atau PBS kuantum dimasukkan ke dalam matriks gel untuk memperluas respons spektral ke daerah inframerah dekat-, membuatnya cocok untuk sel surya tandem.
AKU AKU AKU. Teknologi Optimalisasi Kinerja Utama
1. Anti - refleksi dan anti - desain refleksi
Melalui perhitungan teoretis (misalnya, persamaan Fresnel), gradien indeks bias udara (n=1.0), pelapis (n ≈ 1.3–1.5), dan kaca (n ≈ 1.5) dicocokkan. Misalnya, lapisan ganda - mgf₂ - sio₂ dapat mengurangi kerugian refleksi dari 4% menjadi di bawah 1%.
2. Anti - PID (potensial degradasi) pengobatan)
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 kaca).
3. Teknologi pembentukan permukaan yang fleksibel dan melengkung
Untuk mengakomodasi permukaan arsitektur melengkung, proses komposit polimer fleksibel (seperti substrat PET/ETFE yang terikat pada ultra - kaca tipis) atau lentur panas dapat digunakan untuk menghasilkan kaca fotovoltaik melengkung dengan radius kurang dari 500mm. Ini membutuhkan anil terkontrol untuk mencegah retak stres.
Iv. Prospek dan tantangan aplikasi
Industrialisasi kaca surya masih menghadapi tantangan, termasuk kontrol biaya (misalnya, investasi tinggi dalam peralatan sputtering magnetron), mencapai lapisan seragam dalam skala besar (deviasi ketebalan film kurang dari ± 2nm untuk permukaan kaca besar), dan teknologi daur ulang (termasuk detoksifikasi pelapis logam berat). Arah pengembangan di masa depan meliputi:
•
Kaca spesifik untuk sel tandem silikon perovskite -: Mengembangkan kaca khusus dengan transmitansi UV tinggi untuk melengkapi lapisan peredam perovskite;
•
Integrasi peredupan yang cerdas: menggabungkan lapisan elektrokromik (seperti wo₃) untuk mencapai naungan dinamis dan pembangkit listrik sinergis;
•
Zero - manufaktur karbon: Mengganti anil gas alam tradisional dengan teknologi reduksi hidrogen hijau untuk mengurangi emisi karbon siklus hidup.
Kesimpulan
Teknologi manufaktur kaca surya mengintegrasikan pendekatan inovatif dalam ilmu material, rekayasa optik, dan teknologi energi. Kinerja yang ditingkatkan secara langsung mempromosikan adopsi luas integrasi bangunan fotovoltaik dan sistem energi terdistribusi. Melalui optimalisasi terus menerus dari sistem material dan proses manufaktur, kaca surya memiliki potensi untuk menjadi salah satu bahan pendukung utama untuk mencapai tujuan netralitas karbon global.
