Saules stikls, jauns materiāls, kas apvieno optisko veiktspēju ar enerģijas pārveidošanu, parāda ievērojamu pielietojuma vērtību mūsdienu arhitektūrā, atjaunojamās enerģijas un viedierīcēs. Tās galvenā funkcionalitāte ir balstīta uz materiālu zinātnes, optiskās inženierijas un pusvadītāju tehnoloģijas krustojumu. Izmantojot strukturālo dizainu un virsmas apstrādi, tas sasniedz gaismas enerģijas regulēšanu, enerģijas pārveidošanu un optimizētu vides pielāgošanās spēju.
Optiskā selektīvā pārraide un refleksija
Viena no saules stikla pamatfunkcijām ir spēja pārvaldīt saules starojuma spektru slāņos. Parastais stikls pārraida redzamu gaismu un gandrīz - infrasarkanās gaismas (viļņu garumi 380-2500nm) gandrīz bez izšķirības, izraisot ievērojamu siltuma daudzumu iekštelpu telpās, palielinot dzesēšanas kravas. Funkcionālais saules stikls tomēr sasniedz spektrālo selektivitāti, izmantojot šādas tehnoloģijas:
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%). Šis pārklājums var samazināt siltuma pārneses koeficientu logu veidošanai par 40%-60%.
2. Spektrālais spektrofotometrs: Daudzslāņu dielektrisko plēvju traucējumu tehnoloģijas izmantošana, atstarojošās virsotnes ir paredzētas īpašiem viļņu garumiem (piemēram, tuvu - infrasarkanai gaismai no 900 līdz 1100 nm). Tas atspoguļo ne - redzamu gaismu ar spēcīgu siltuma efektu atpakaļ uz ārējo vidi, vienlaikus pārsūtot spektrālo diapazonu, kas visefektīvākais ir fotoelektriskajā pārveidošanā.
Fotoelektriskā enerģijas pārveidošana
Kā ēkas pamatkomponents - integrētais fotoelektriskās vielas (BIPV), saules stikls pārvērš gaismas enerģiju elektriskajā enerģijā, izmantojot integrētus pusvadītāju materiālus. Tā funkcionalitāte ir atkarīga no:
1. Thin - Filmas fotoelektriskās tehnoloģija: gaisma - absorbējošs slānis, piemēram, amorfs silīcijs (A - si), kadmija telurīda (CDTE) vai perovskite tiek nogulsnēts stikla substrātā. Slānis ir tikai mikrometru biezs un saglabā vairāk nekā 80% redzamas gaismas caurlaidības caurspīdīgajā apgabalā, vienlaikus pārveidojot 10% - 20% no krītošās gaismas enerģijas elektrībā. Piemēram, dubultā - krustojuma plānas filmas saules moduļu fotoelektriskās pārveidošanas efektivitāte ir pārsniegusi 18%.
2. Caurspīdīgs vadošs elektrods: Indija cinka oksīds (izo) vai fluors {- leģēts skārda oksīds (FTO) aizstāj tradicionālās necaurspīdīgās metāla režģa līnijas, lai veidotu režģi -, piemēram, caurspīdīgu ķēdi. Tas uztur caurlaidību, kas pārsniedz 90%, vienlaikus nodrošinot efektīvu uzlādes savākšanu.
Uzlabota vides pielāgošanās spēja
Saules stikla funkcionālā stabilitāte ir atkarīga no tā dizaina, lai aizsargātu pret ekstrēmo vidi:
1. UV pretestība: pievienojot UV absorbētājus (piemēram, benzotriazola savienojumus) vai iekapsulējot UV - slāņu bloķēšanu (piemēram, etilēna -} vinilacetāta kopolimēra (EVA)) vinilacetāta kopolimēra (EVA)), UV pārraidi, kas ir palēnināta.
2. Self - tīrīšana un anti - Foulling: super - Hidrofilie pārklājumi (piemēram, titāna dioksīda nanodaļiņas) DEMOPONĒTIES Organiskās vielas zem gaismas un samazina kontakta leņķi ūdens no ūdens no ūdens līdz 10 grādiem, ļaujot virsmas piesārņotājiem mazgāt pa ūdeni. Hidrofobisks pārklājums, izmantojot fluorētus polimērus, rada lotosa efektu, samazinot putekļu saķeri.
Inteliģenta reakcijas funkcionalitātes paplašināšana
Nākamās paaudzes saules stikls ir dinamiskas pielāgošanas iespējas:
1. Elektrohromiskā kontrole: starp divām vadoša stikla loksnēm ir ieslēgts elektrohromisks slānis, piemēram, volframa oksīds (wo₃). Pielietojot ārēju spriegumu, lai mainītu jonu koncentrāciju, caurlaidību var aktīvi koriģēt no 10% līdz 80%. Tas ir piemērots enerģijai - ēku un automobiļu jumta lūku taupīšanai.
2. Termotropiskās fāzes maiņas materiāli: temperatūras - jutīgu materiālu, piemēram, vanādija oksīda (vo₂), iestrāde, tiek veikta kristāliska fāzes pāreja kritiskā temperatūrā (piemēram, 68 grāds), dinamiski pielāgojot - inficētu gaismas pārraidi un rada pasīvu siltummaiņas mehānismu.
Rezumējot, saules stikla funkcionālais pamats izriet no tā precīzas reakcijas uz fotonu enerģijas un vides parametru klasificētu izmantošanu. Tās tehnoloģiskā evolūcija turpina virzīt jauninājumus enerģijas veidošanā - pietiekamība, transportlīdzekļa oglekļa samazināšana un viedā termināļa barošanas avota modeļi. Turpmākie sasniegumi materiālu kompozītmateriālu procesos un nanotehnoloģijās vēl vairāk virzīs saules stiklu uz ultra - augstas efektivitātes, pilnu - spektra izmantošanu un vairāku - fizikas savienojumu.
