Solar Glass ، یک ماده جدید که عملکرد نوری را با تبدیل انرژی ترکیب می کند ، ارزش کاربرد قابل توجهی را در معماری مدرن ، انرژی تجدید پذیر و دستگاه های هوشمند نشان می دهد. عملکرد اصلی آن بر روی تقاطع علوم مواد ، مهندسی نوری و فناوری نیمه هادی ساخته شده است. از طریق طراحی ساختاری و تصفیه سطح ، به تنظیم انرژی نور ، تبدیل انرژی و سازگاری محیطی بهینه می رسد.
انتقال و بازتاب انتخابی نوری
یکی از کارکردهای اساسی شیشه خورشیدی توانایی آن در مدیریت طیف تابش خورشیدی در لایه ها است. شیشه های معمولی نور مرئی و در نزدیکی- نور مادون قرمز (طول موج 380-2500 نانومتر) را تقریباً بی تفاوت منتقل می کنند و باعث می شود مقدار قابل توجهی از گرما وارد فضاهای داخلی شود و بارهای خنک کننده را افزایش می دهد. با این حال ، شیشه خورشیدی عملکردی از طریق فن آوری های زیر به انتخاب طیفی می رسد:
1. Low-E Coating (Low-E): Metal or metal oxide nanofilms (such as silver or indium tin oxide) are deposited on the glass surface to reflect thermal radiation in the mid- and far-infrared bands (>700nm) while maintaining high visible light transmittance (typically >70 ٪). این پوشش می تواند ضریب انتقال حرارت ویندوز ساختمان را 40 ٪ -60 ٪ کاهش دهد.
2. اسپکتروفتومتر طیفی: با استفاده از فناوری تداخل فیلم دی الکتریک چند لایه ، قله های بازتابی برای طول موج های خاص (مانند نور مادون قرمز نزدیک- بین 900 تا 1100 نانومتر) طراحی شده اند. این نشان دهنده نور غیر قابل مشاهده- با یک اثر حرارتی قوی به محیط خارج است ، در حالی که ترجیحاً دامنه طیفی را برای تبدیل فتوولتائیک مؤثر می کند.
تبدیل انرژی فتوولتائیک
به عنوان یک مؤلفه اصلی ساختمان {{0} fotovoltaics یکپارچه (BIPV) ، شیشه خورشیدی انرژی نور را از طریق مواد نیمه هادی یکپارچه به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. عملکرد آن به:
1. Thin {{1} technology فن آوری فتوولتائیک فیلم: یک لایه-}}}}}}}}}}}}}}}}}} لایه جذب مانند سیلیکون آمورف (A {{3} si) ، کادمیوم تلورید (CDTE) ، یا Perovskite بر روی یک زیر لایه شیشه ای قرار می گیرد. این لایه فقط میکرومتر ضخیم است و بیش از 80 ٪ انتقال نور قابل مشاهده در ناحیه شفاف را حفظ می کند ، در حالی که 10 ٪ {9} 20} 20 ٪ از انرژی نور حادثه را به برق تبدیل می کند. به عنوان مثال ، راندمان تبدیل فتوولتائیک از ماژول های خورشیدی دو- اتصالی از 18 ٪ فراتر رفته است.
2. الکترود رسانا شفاف: اکسید روی ایندیم (IZO) یا فلورین- اکسید قلع دوپ شده (FTO) جایگزین خطوط شبکه فلزی مات سنتی می شود تا یک شبکه {{2} مانند مدار شفاف تشکیل شود. این امر انتقال بیش از 90 ٪ را حفظ می کند در حالی که از جمع آوری بار کارآمد اطمینان حاصل می کند.
سازگاری با محیط زیست پیشرفته
پایداری عملکردی شیشه خورشیدی برای محافظت در برابر محیط های شدید به طراحی خود متکی است:
مقاومت UV: با افزودن جاذب های UV (مانند ترکیبات بنزوتریوزول) یا محصور کردن لایه های مسدود کننده UV {1} (مانند اتیلن-} وینیل استات کپولیمر) ، انتقال UV در بخش relyntmence زیر relynt reynityned
2. Self- تمیز کردن و ضد - رسوب: پوشش های آبگریز فوق العاده- (مانند نانوذرات دی اکسید تیتانیوم) مواد آلی را در زیر نور تجزیه می کنند و زاویه تماس آب را به زیر 10 درجه کاهش می دهند ، اجازه می دهد تا از طریق باران های سطح شسته شود. یک پوشش آبگریز ، با استفاده از پلیمرهای فلوئور شده ، اثر نیلوفر آبی ایجاد می کند و باعث کاهش چسبندگی گرد و غبار می شود.
گسترش عملکرد پاسخ هوشمند
نسل بعدی شیشه خورشیدی در حال ادغام قابلیت های تنظیم پویا است:
1. کنترل الکتروشیمیایی: یک لایه الکتروشرومیک ، مانند اکسید تنگستن (WO₃) ، بین دو ورق شیشه رسانا ساندویچ می شود. با استفاده از ولتاژ خارجی برای تغییر غلظت یون ، انتقال می تواند به طور فعال بین 10 ٪ تا 80 ٪ تنظیم شود. این مناسب برای انرژی-} صرفه جویی در ساختمانها و آفتابگردان خودرو است.
2. مواد تغییر فاز ترموتروپیک: ترکیب دما- مواد حساس ، مانند اکسید وانادیوم (Vo₂) ، یک انتقال فاز کریستالی را در دمای بحرانی (به عنوان مثال ، 68 درجه) قرار می دهد ، و به طور پویا در نزدیکی انتقال نور مادون قرمز- انتقال و ایجاد یک مکانیزم مدیریت ترمال منفعل ایجاد می کند.
به طور خلاصه ، پایه عملکردی شیشه خورشیدی از پاسخ دقیق آن به استفاده درجه بندی شده از انرژی فوتون و پارامترهای محیطی ناشی می شود. تکامل تکنولوژیکی آن همچنان به نوآوری در ساختمان انرژی خود- کفایت ، کاهش کربن وسایل نقلیه و مدلهای منبع تغذیه ترمینال هوشمند ادامه می دهد. پیشرفت های آینده در فرآیندهای کامپوزیت مواد و فناوری نانو بیشتر شیشه خورشیدی را به سمت Ultra - in راندمان بالا ، استفاده کامل- استفاده از طیف ، و اتصال فیزیک Multi {5}.
