شیشه خورشیدی ، یک ماده اصلی در صنعت فتوولتائیک و بهره وری انرژی ساختمان ، عملکرد اصلی استفاده کارآمد از انرژی خورشیدی را از طریق بهینه سازی نوری دارد. با این حال ، سناریوهای مختلف کاربردی تفاوتهای قابل توجهی در نیازهای عملکرد شیشه خورشیدی دارند و منجر به طبقه بندی مجزا بر اساس جنبه هایی مانند انتقال ، فناوری پوشش ، انتخاب بستر و مقاومت در برابر آب و هوا می شوند. این مقاله به طور سیستماتیک تفاوتهای اصلی بین انواع شیشه خورشیدی اصلی را از دیدگاه پارامترهای فنی ، موقعیت یابی عملکردی و سازگاری بازار مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد.
I. طبقه بندی با عملکرد نوری: متعادل کردن انتقال و تبدیل انرژی
هدف اصلی طراحی نوری شیشه خورشیدی دستیابی به تعادل بین انتقال نور و جذب انرژی است. شیشه خورشیدی انتقال بالا-} انتقال (انتقال> 85 ٪) به طور معمول از آهن کم- آهن ، Ultra {4} clem بستر شیشه ای پاک استفاده می کند. با کاهش ناخالصی های یون آهن و به حداقل رساندن جذب خود- ، برای ساخت دیوارهای پرده یا گلخانه های کشاورزی که در آن نورپردازی طبیعی بسیار مهم است ، مناسب است. در حالی که این نوع شیشه مقداری از نور - به- in راندمان تبدیل گرما را قربانی می کند ، روشنایی داخلی را به حداکثر می رساند و مصرف انرژی را برای نورپردازی مصنوعی کاهش می دهد.
در مقابل ، آنتی -} شیشه روتختی (70 ٪- انتقال 80 ٪) یک نیترید سیلیکونی یا دی اکسید تیتانیوم را روی سطح شیشه قرار می دهد و بازتاب سطح آن را از 8 ٪ به زیر 1 ٪ کاهش می دهد. این طرح به طور قابل توجهی میزان انرژی نور حادثه را افزایش می دهد و معمولاً در بسته بندی ماژول فتوولتائیک سیلیکون کریستالی مورد استفاده قرار می گیرد و شدت نور دریافت شده توسط سلول را 3 ٪ -5 ٪ افزایش می دهد و در نتیجه باعث افزایش راندمان تولید برق می شود.
Specialized types, such as selectively transparent glass, utilize a multi-layer film structure to achieve spectral control: high transmittance in the visible light band (400-700nm) ensures visual comfort, while infrared wavelengths (>700 نانومتر) برای کاهش تابش حرارتی منعکس می شوند. این فناوری به طور گسترده ای در ساخت {{2} fotovoltaics یکپارچه (BIPV) مورد استفاده قرار می گیرد و باعث تولید برق و تنظیم دمای داخلی می شود.
ii. تمایز توسط عملکرد: طرح های متمایز برای تولید برق ، عایق حرارتی و ادغام ساختاری
بر اساس عملکرد ، شیشه خورشیدی را می توان به سه نوع اصلی طبقه بندی کرد: تولید نیرو خالص ، چند - کاربردی و از نظر ساختاری افزایش یافته است.
شیشه سازنده Power-} تولید ، که به طور معمول توسط ماژول های شیشه ای فتوولتائیک استاندارد نشان داده می شود ، دارای یک لایه فتوولتائیک سیلیکون مونوکریستالی یا پلی کریستالی به عنوان هسته آن است. بستر شیشه ای در درجه اول از سلول ها محافظت می کند و اتصال نوری را فراهم می کند. این به طور معمول اندازه گیری 3.2- 6 میلی متر ضخامت دارد و باید استانداردهای بار مکانیکی IEC 61215 را رعایت کند. این محصولات می توانند به کارآیی تبدیل 20 ٪ -22 ٪ (فناوری PERC) برسند ، اما انتقال به طور کلی زیر 20 ٪ است و آنها را برای سیستم های فتوولتائیک پشت بام یا نیروگاه های نصب شده در زمین مناسب می کند.
شیشه عملکردی ترکیبی هم تولید برق و هم برای حفظ انرژی را ادغام می کند. به عنوان مثال ، Cadmium telluride (CDTE) Thin-} شیشه فیلم فتوولتائیک می تواند در حالی که دارای 60 ٪ انتقال است ، به بازده تولید برق 12 ٪ -15 ٪ برسد. فناوری انباشت پیشرفته تر Perovskite به کارآیی آزمایشگاهی بیش از 30 ٪ رسیده است. این محصولات با تعبیه مواد حساس در داخل لایه شیشه ای ، می توانند به طور همزمان برق تولید کنند ، پرتوهای UV را فیلتر کرده و کم نور را انجام دهند.
شیشه خورشیدی تقویت شده از نظر ساختاری بر محدودیت های بسته بندی پانل پانل {0 {0} غلبه می کند. به عنوان مثال ، ماژول های فتوولتائیک شیشه ای دو - با استفاده از دو ورق شیشه ای با سرعت که سلولهای خورشیدی را نشان می دهد. مقاومت در برابر ضربه آنها 300 ٪ بیشتر از ماژول های پشت صفحه سنتی است که قادر به تحمل اثرات تگرگ های تگرگ تا 25 میلی متر قطر با سرعت 23m/s است. این طرح در Typhoon - مناطق مستعد یا برای بار - سازه های تحمل مانند حمل و نقل فتوولتائیک غیر قابل تعویض است.
iii مقایسه با مسیر فناوری: تفاوت های مواد بین سیلیکون کریستالی و سیستم های فیلم نازک {1}
Currently, mainstream solar glass technology paths can be categorized as crystalline silicon encapsulation systems and thin-film deposition systems. Crystalline silicon systems rely on highly transparent tempered glass as a protective layer. The substrate must meet ASTM C1048 optical grade requirements, with a surface roughness of less than 10nm to ensure strong bonding with the EVA film. While the thermal conductivity of this type of glass (approximately 0.96W/m·K) facilitates heat dissipation from the module, it can lead to increased power degradation at high temperatures (>50 درجه).
THINE - فیلم خورشیدی فیلم از بسترهای انعطاف پذیر یا سفت و سخت استفاده می کند. محصولات انعطاف پذیر از فیلمهای نازک پلی آمید (PI) استفاده می کنند تا به Ultra-} شیشه نازک (ضخامت<1mm), enabling conformal installation onto curved building surfaces. Rigid thin-film glass, such as First Solar's CdTe modules, utilizes a chemical bath deposition (CBD) process to deposit a semiconductor thin film on the glass surface. This advantage lies in excellent low-light performance (energy generation on cloudy days is 15%-20% higher than crystalline silicon), but requires specialized glass coating lines.
شیشه خورشیدی Perovskite در حال ظهور محدودیت های مواد سنتی را در حال شکستن می کند. با استفاده از یک فرآیند راه حل مرحله-} برای سپردن یک نور perovskite -}} جذب بر روی سطح شیشه ، همراه با یک اسپیرو-}} لایه حمل و نقل سوراخ ، نمونه های آزمایشگاهی به یک راندمان معتبر 25.7 ٪ رسیده اند. این نوع شیشه نیاز به صافی بستر بسیار بالا دارد (TTV<1μm) and must address environmental concerns such as lead leakage protection.
IV تجزیه و تحلیل سازگاری سناریو
در بخش معماری ، انتخاب شیشه خورشیدی باید به طور جامع هم موقعیت مکانی و هم عملکرد ساختمان را در نظر بگیرد. در مناطق با عرض جغرافیایی High- (مانند اروپای شمالی) ، انتقال بالا-} انتقال ، شیشه آهنی کم- جفت شده با سلولهای سیلیکون کریستالی کریستالی با کارایی بالا-}}}}}}} in. از طرف دیگر ، مناطق گرمسیری تمایل به انتقال کم - ، عایق بالا- thin-} شیشه فیلم مانند شیشه فیلم اکسید ایندیم (ITO) ، که می تواند ضریب سایه (SC) را به زیر 0.3 کاهش دهد.
در کاربردهای صنعتی ، گلخانه های فتوولتائیک معمولاً از شیشه های روتختی کاملاً بازتابنده استفاده می کنند. این ریزساختار سطح نور مستقیم خورشید را به نور پراکنده تبدیل می کند و یکنواختی روشنایی سایبان زراعی را 40 ٪ بهبود می بخشد. در زیرساخت های حمل و نقل ، مانند بزرگراه های فتوولتائیک ، شیشه لمینت شده باید استاندارد EN 12899 را برای مقاومت در برابر بار پویا رعایت کرده و تولید برق پیزوالکتریک و عملکردهای شاخص LED را ادغام کند.
پایان
The technological differentiation of solar glass is essentially the result of the coordinated optimization of photovoltaic conversion efficiency, architectural aesthetics, and environmental constraints. With the advancement of the dual carbon goals, next-generation solar glass with high conversion efficiency (>25 ٪) ، مصرف انرژی کم تولید (<200kWh/m²), and long life (>30 سال) به یک تمرکز تحقیق و توسعه تبدیل می شود. در آینده ، از طریق طراحی فیلم AI - ، بهبود فرآیند رسوب لایه اتمی (ALD) و ادغام توابع کم نور هوشمند ، شیشه خورشیدی نقش مهمی در تحول انرژی و توسعه پایدار شهری خواهد داشت.
