Solar Glass محصولی نوآورانه است که ترکیبی از فناوری فتوولتائیک با مصالح ساختمانی است. این می تواند انرژی خورشیدی را ضبط کرده و ضمن انتقال نور ، آن را به برق تبدیل کند. اصل عملیاتی آن مبتنی بر اثر فتوولتائیک مواد نیمه هادی است. از طریق یک طراحی ساختاری منحصر به فرد ، به یک اثر هم افزایی بین انتقال نور و تولید برق می رسد.
مکانیسم اصلی اثر فتوولتائیک
عملکرد تولید انرژی شیشه خورشیدی به اثر فتوولتائیک متکی است. هنگامی که نور خورشید به یک ماده نیمه هادی (مانند سیلیکون) اعتصاب می کند ، انرژی فوتون جذب می شود ، الکترون های هیجان انگیز برای پرش از باند Valence به باند هدایت ، جفت های الکترونیکی رایگان- جفت سوراخ می کنند. این حامل های بار توسط میدان الکتریکی داخلی نیمه هادی از هم جدا می شوند و از طریق یک مدار خارجی جریان می یابند تا جریان الکتریکی تشکیل شود. شیشه خورشیدی به طور معمول از فن آوری های فتوولتائیک فتوولتائیک فیلم نازک- استفاده می کند ، مانند سیلیکون آمورف ، کادمیوم تلورید (CDTE) یا Perovskite برای دستیابی به تعادل بین انتقال نور و راندمان تبدیل فوتوالکتریک.
طراحی ساختاری و بهینه سازی انتقال نور
بر خلاف پانل های فتوولتائیک سنتی ، شیشه خورشیدی باید ضمن تولید برق ، زیبایی شناسی معماری و نیازهای روشنایی را برآورده کند. ساختار معمولی آن شامل موارد زیر است:
1. لایه رسانا شفاف: مانند اکسید قلع ایندیم (ITO) یا فلورین- اکسید قلع doped (FTO) ، که الکترون ها را انجام می دهد و انتقال نور بالا را حفظ می کند.
2. لایه فعال Photovoltaic: متشکل از یک یا چند لایه از فیلم های نازک نیمه هادی ، نور خورشید را از طول موج خاص جذب می کند و برق تولید می کند. با تنظیم ضخامت مواد نیمه هادی یا استفاده از فناوری جذب انتخابی طیفی ، برخی از نور مرئی می توانند به شیشه نفوذ کنند و از نور روز در داخل اتاق اطمینان حاصل کنند.
لایه محافظ 3.encapsulation: یک پلیمر مقاوم در برابر آب و هوا- (مانند اتیلن -} کوپلیمر وینیل استات (EVA)) یا از پوشش شیشه ای برای محافظت از ساختار داخلی در برابر رطوبت ، اشعه ماوراء بنفش و آسیب مکانیکی استفاده می شود.
تبدیل انرژی و ادغام سیستم
انرژی DC تولید شده توسط شیشه خورشیدی می تواند از طریق یک-} در اینورتر ساخته شده و مستقیماً در شبکه الکتریکی ساختمان تغذیه شود یا در باتری ها ذخیره شود. کارایی آن با تعادل بین انتقال و جذب محدود است: مناطق شفاف حاوی مواد فتوولتائیک کمتری هستند و ظرفیت تولید برق کمتری دارند. در حالی که نواحی بسیار جاذب راندمان انرژی بالاتری ایجاد می کنند ، آنها میزان ورود نور طبیعی را کاهش می دهند. فن آوری های مدرن عملکرد را از طریق روشهای زیر بهینه می کنند:
• طراحی شفاف: استفاده از ساختارهای شفافیت راه راه ، نقطه یا شیب ، ضمن اطمینان از نور روز ، منطقه تولید برق را به حداکثر می رساند.
• فناوری فتوولتائیک Multi - اتصال: لایه بندی مواد نیمه هادی با عرض باند مختلف امکان جذب لایه بندی شده از قسمتهای ماوراء بنفش ، قابل مشاهده و مادون قرمز طیف خورشیدی را فراهم می کند و بهره وری کلی را بهبود می بخشد.
برنامه ها و مزایا
شیشه خورشیدی به طور گسترده ای در ساخت دیوارهای پرده ، چراغهای روشنایی ، پنجره های فتوولتائیک و چراغهای پانوراما برای وسایل نقلیه برقی مورد استفاده قرار می گیرد. مزیت اصلی آن در ارتقاء عملکرد منفعل شیشه سنتی به یک واحد تولید انرژی فعال ، کاهش وابستگی یک ساختمان به شبکه و کاهش انتشار کربن است. با پیشرفت در علوم مواد و فرآیندهای تولید ، انتظار می رود شیشه خورشیدی در شفافیت ، انعطاف پذیری و کنترل هزینه به پیشرفت های بیشتری برسد و توسعه ساختمانهای پایدار و شهرهای هوشمند را ارتقا بخشد.
به طور خلاصه ، با ادغام مواد فتوولتائیک و طراحی نوری ، شیشه خورشیدی به تعادل پویا بین انتقال نور و تولید برق دست می یابد ، که نشان دهنده یک نوآوری کلیدی در ادغام فن آوری های انرژی تجدید پذیر در ساختمانها است.
