Saules stikls kā foto materiāls fotoelektriskajiem moduļiem un ēkas - integrētām fotoelektriskajām (BIPV) sistēmām ir būtiska ietekme uz tā veiktspēju, fotoelektrisko pārveidošanas efektivitāti, laika apstākļu izturību un kalpošanas laiku. Tā primārais materiāls parasti sastāv no bāzes stikla slāņa un funkcionālā pārklājuma vai starpslāņa. Šo materiālu kombinācijas mērķis ir līdzsvarot galvenos veiktspējas rādītājus, piemēram, gaismas caurlaidību, infrasarkano staru atstarošanu, izturību pret triecieniem un izturību. Tālāk aprakstīts bāzes stikla materiāls un funkcionālie modificētie materiāli.
1. Pamata stikla materiāli
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 oksīds (MGO) un alumīnija oksīds (al₂o₃). Augstas tīrības pakāpes kvarca smiltis (Sio₂ saturs lielāks vai vienāds ar 99%) ir galvenā izejviela, kas nosaka vieglo caurlaidību. Augstas temperatūras kausēšana rada vienmērīgu amorfu struktūru, samazinot gaismas izkliedi un parasti sasniedz redzamu gaismas caurlaidību, kas pārsniedz 90% (salīdzinot ar aptuveni 85% -88% parastajam arhitektūras stiklam).
Lai vēl vairāk uzlabotu optisko veiktspēju, daži augsts - gala produkti izmanto ultra - caurspīdīgu stiklu (dzelzs saturs mazāks vai vienāds ar 0,015%). Tā zemais dzelzs saturs ievērojami samazina zaļā spektra absorbciju, kā rezultātā tas ir gandrīz bezkrāsains un caurspīdīgs stikls. Tas padara to īpaši piemērotu fotoelektriskajām aizkaru sienām un jumta logiem, kur krāsu reprodukcija ir izšķiroša. Turklāt, kontrolējot atkvēlināšanas līkni kušanas procesa laikā, optimizē stikla iekšējo sprieguma sadalījumu, uzlabojot tā izturību pret vēja spiedienu un termisko triecienu (piemēram, rūdot apstrādi saskaņā ar GB/T 15763.1-2009 standartu, ar virsmas spiedes spriegumu lielāks vai vienāds ar 90 MPa vai vienāds ar 90 MPa).
II. Funkcionāli modificēti materiāli
Lai uzlabotu enerģijas ražošanas efektivitāti un saules stikla pielāgošanos videi, specifiski funkcionālie slāņi jāintegrē tā virsmā vai struktūrā. Šie slāņi galvenokārt tiek klasificēti šādās trīs kategorijās:
1. Anti - Reflektīvs pārklājums (ARC)
ARC parasti sastāv no silīcija dioksīda (sio₂) - titāna dioksīda (tio₂) saliktā nanofilma. Kontrolējot plēves biezumu (aptuveni 100 - 150 nm, aptuveni pusi no redzamās gaismas viļņa garuma), tie rada destruktīvu traucējumu efektu, samazinot stikla virsmas atstarošanu no 8%- 10%parasto pludiņa stiklu līdz 1%{10}} 3%, tāpēc palielinot vispārēju gaismu. Daži produkti izmanto sol-gel metodi, lai izveidotu daudzslāņu, klasificētu-refrakcijas indeksa pārklājuma sistēmu, vēl vairāk paplašinot efektīvo spektrālo diapazonu (aptverot 380-1100 nm diapazonu).
2. Infrasarkanais atstarojošais slānis (zems - e vai fotoelektriskā selektīvā plēve)
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. Interlayer vai iekapsulētājs
Fotoelektrisko moduļa lietojumos saules stikls bieži tiek laminēts ar polivinilbutirāla (PVB) vai etilēna vinilacetāta (EVA) interlāni, veidojot “stiklu - EVA/šūna -} EVA -} atpakaļgetas" struktūra. PVB piedāvā lielisku trieciena pretestību un UV - Bloķēšanas īpašības (caurlaidība<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. Materiālie jauninājumi īpašiem scenārijiem
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 grādi), tas samazina putekļu saķeri, vēl vairāk samazinot uzturēšanas izmaksas.
Rezumējot, saules stikla materiālu dizains ir visaptveroša materiālu zinātnes, optiskās inženierijas un enerģijas tehnoloģijas saplūšana. Tā pamatā ir fotoelektriskās pārveidošanas efektivitātes maksimizēšana, vienlaikus nodrošinot strukturālo drošību caur bāzes stikla augsto gaismas caurlaidību un precīzu funkcionālo slāņu kontroli. Tā kā nākotnē palielinās pieprasījums pēc fotoelektriskās ēkas integrācijas, kompozītmateriāli, kas apvieno estētisko dizainu ar augstu sniegumu, kļūs par pētniecības un attīstības prioritāti.
