Слънчевото стъкло, като основен материал за фотоволтаични модули и изграждане - интегрирани фотоволтаични (BIPV) системи, оказва значително влияние върху неговата производителност, ефективността на фотоволтаичната конверсия, устойчивостта на времето и експлоатационния живот. Основният му материал обикновено се състои от основен стъклен слой и функционално покритие или междинен слой. Комбинацията от тези материали има за цел да балансира ключовите показатели за ефективност като светлинна предаване, инфрачервена отражателна способност, устойчивост на въздействие и издръжливост. Следното описва основния стъклен материал и функционалните модифицирани материали.
1. Основни стъклени материали
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 оксид (MGO) и алуминиев оксид (al₂o₃). Кварцовият пясък с висока чист (съдържание на SiO₂, по-голямо или равно на 99%) е основната суровина, която определя светлинната предавка. Високотемпературното топене създава еднаква аморфна структура, като свежда до минимум разсейването на светлината и като цяло постига видима светлина на светлината над 90% (в сравнение с приблизително 85% -88% за конвенционалното архитектурно стъкло).
За по -нататъшно подобряване на оптичната производителност, някои високи - крайни продукти използват Ultra - ясно плаваща стъкло (съдържание на желязо по -малко или равно на 0,015%). Ниското му съдържание на желязо значително намалява абсорбцията на зеления спектър, което води до почти безцветно и прозрачно стъкло. Това го прави особено подходящ за фотоволтаични стени на завеси и прозорци, където цветовото възпроизвеждане е от решаващо значение. Освен това, контролирането на кривата на отгряване по време на процеса на топене оптимизира вътрешното разпределение на напрежението на стъклото, подобрявайки неговата устойчивост на налягането на вятъра и топлинния шок (например, третиране на темпериране в съответствие със стандарта GB/T 15763.1-2009, с повърхностно натиск на натиск, по-голям или равен на 90 MPa).
II. Функционални модифицирани материали
За да се подобри ефективността на производството на енергия и адаптивността на околната среда на слънчевото стъкло, специфичните функционални слоеве трябва да бъдат интегрирани в неговата повърхност или структура. Тези слоеве са категоризирани предимно в следните три категории:
1. Anti - отразяващо покритие (дъга)
Аргите обикновено се съставят от силициев диоксид (SiO₂) - титанов диоксид (Tio₂) композитен нанофилм. Като контролират дебелината на филма (приблизително 100 - 150 nm, приблизително половината от дължината на вълната на видимата светлина), те създават разрушителен ефект на смущения, намалявайки отразяващата способност на стъклената повърхност от 8%- 10%за обикновена плаваща стъкло до 1%- 3%, като се увеличава общата светлина на светлината. Някои продукти използват метод на SOL-GEL за създаване на многослойна система за покритие с регулиран индекс-индекс, като допълнително разширява ефективния спектрален диапазон (покриваща обхвата на 380-1100 nm).
2. Инфрачервен отразяващ слой (нисък - E или фотоволтаичен селективен филм)
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. Междуслоен или капсулант
Във приложения за фотоволтаични модули слънчевото стъкло често е ламинирано с междинно слой от поливинил бутирал (PVB) или етилен винил ацетат (EVA), образувайки "стъкло - eva/cell - eva - backsheet" структура. PVB предлага отлична устойчивост на въздействие и UV - блокиращи свойства (предаване<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. Материални иновации за специални сценарии
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 градуса), той намалява адхезията на праха, като допълнително намалява разходите за поддръжка.
В обобщение, дизайнът на слънчевите стъклени материали е цялостно сливане на материалознание, оптично инженерство и енергийни технологии. Ядрото му се крие в увеличаване на ефективността на фотоволтаичната конверсия, като същевременно гарантира структурна безопасност чрез високата светлинна пропускливост на основното стъкло и прецизния контрол на функционалните слоеве. С нарастването на търсенето на фотоволтаична интеграция на сгради в бъдеще, композитните материали, които комбинират естетически дизайн с висока производителност, ще се превърнат в приоритет на научните изследвания и разработката.
