Mae gan wydr solar, deunydd newydd sy'n cyfuno trosglwyddiad golau â chynhyrchu pŵer ffotofoltäig, werth cymhwysiad sylweddol yn adeilad - ffotofoltäig integredig (BIPV), amgáu celloedd solar, ac egni - adeiladau effeithlon. Ei swyddogaeth graidd yw amsugno neu drosglwyddo ymbelydredd solar yn effeithlon wrth ei droi'n drydan neu optimeiddio effeithlonrwydd trosglwyddo ynni. Mae'r erthygl hon yn esbonio'n systematig y prif ddulliau paratoi, paramedrau technegol allweddol, a strategaethau optimeiddio perfformiad ar gyfer gwydr solar.
I. Dosbarthiad a gofynion sylfaenol gwydr solar
Gellir rhannu gwydr solar yn dri chategori yn seiliedig ar ei swyddogaeth:
1.Photovoltaic glass: Serves as the encapsulation substrate for solar cells and requires high light transmittance (typically >90%) ac ymwrthedd y tywydd.
Gwydr trosi 2.Photothermol: Yn amsugno ymbelydredd solar trwy orchudd a'i droi'n wres, gyda gorchudd amsugno arwyneb dethol yn allweddol.
3. Gwydr dargludol tryloyw: Yn ymgorffori ocsidau dargludol tryloyw (fel ITO a FTO) ac fe'i defnyddir fel yr haen electrod ar gyfer celloedd solar ffilm tenau -.
Mae gofynion perfformiad sylfaenol yn cynnwys: trawsyriant optegol (golau gweladwy), adlewyrchiad is -goch (lleihau colli gwres), cryfder mecanyddol (ymwrthedd i bwysedd gwynt ac effaith), a sefydlogrwydd cemegol (ymwrthedd i heneiddio UV).
II. Dulliau cynhyrchu prif ffrwd a llifoedd proses
1. Gwelliannau Proses Gwydr arnofio
Mae cynhyrchu gwydr arnofio traddodiadol yn cynnwys gwastatáu gwydr tawdd mewn baddon tun i ffurfio gwydr. Mae gwydr solar, ar y sail hon, yn wynebu gofynion purdeb a gwastadrwydd wyneb hyd yn oed yn uwch. Ymhlith y gwelliannau allweddol mae:
• - Fformiwleiddiad haearn: Mae lleihau'r cynnwys haearn ocsid i lai na 0.01% (o'i gymharu â 0.1% i 0.3% ar gyfer gwydr confensiynol) yn gwella trosglwyddiad golau yn sylweddol;
• Yn - cotio llinell: mae haenau neu haenau adlewyrchu gwrth -- yn cael eu hadneuo yn y lehr anelio arnofio trwy ddyddodiad anwedd cemegol (CVD) neu ddulliau gel sol -. Er enghraifft, gall SiO₂ - Tio₂ amlhaenwyr gynyddu trawsyriant golau gweladwy i dros 95%.
2. Technoleg Gorchudd Gwactod All -lein
Ar gyfer gwydr ffotofoltäig perfformiad -, sputtering magnetron all -lein neu orchudd anweddu trawst electron yw'r dewis prif ffrwd:
• SPUTTERING MAGNETRON: Blaendaliadau ffilmiau tenau silicon nitrid (sinₓ) neu ocsid tun indium (ITO) ar swbstrad gwydr. Mae'r ffilm Sinₓ yn darparu adlewyrchiad gwrth -- (gellir addasu ei fynegai plygiannol rhwng 1.9 a 2.1) ac amddiffyniad pasio.
• Dyluniad Multilayer: Trwy bob yn ail ddyddodiad uchel - plygiannol - deunyddiau mynegai (fel tio₂) a - plygiannol - deunyddiau mynegai (fel Sio₂), llawn- Sbecter Er enghraifft, gall dwbl - arian isel - e wydr adlewyrchu dros 80% o ymbelydredd is -goch.
3. Sol - Dull gel a gorchudd datrysiad
Mae datrysiadau cost isel - yn aml yn defnyddio'r broses gel sol - i baratoi haenau swyddogaethol nanoscale:
• Haenau ffotocatalytig Tio₂: Mae haenau ffotocatalytig Titaniwm Deuocsid (TIO₂) yn cael eu ffurfio trwy hydrolyzing alkoxidau titaniwm i ffurfio sol unffurf. Yna mae'r sol hwn yn dip - wedi'i orchuddio neu droelli - wedi'i orchuddio, ac yna triniaeth wres, i roi ei hun - glanhau ac eiddo hidlo UV i wydr.
• Dopio cwantwm: Cyflwynir dotiau cwantwm CdSe neu PBS i'r matrics gel i ymestyn yr ymateb sbectrol i'r rhanbarth is -goch agos -, gan eu gwneud yn addas ar gyfer celloedd solar tandem.
Iii. Technolegau optimeiddio perfformiad allweddol
1. Gwrth -adlewyrchu gwrth -adlewyrchu gwrth -- a gwrth --
Trwy gyfrifiadau damcaniaethol (ee hafaliad Fresnel), mae graddiannau mynegai plygiannol aer (n=1.0), cotio (n ≈ 1.3-1.5), a gwydr (n ≈ 1.5) yn cael eu paru. Er enghraifft, gall haen - mgf₂ - SiO₂ leihau colled myfyrio o 4% i lai na 1%.
2. Gwrth -- PID (diraddiad ysgogedig potensial) triniaeth
I fynd i'r afael â'r mater PID mewn modiwlau ffotofoltäig silicon crisialog, gellir rheoli diraddiad pŵer modiwl term hir - i lai nag 1% trwy ychwanegu haen rhwystr ïon metel alcali (fel is -rwystr al₂o₃ rhwystr fel} 3}}}} gwydr borosilicate).
3. Technoleg ffurfio arwyneb hyblyg a chrwm
I ddarparu ar gyfer arwynebau pensaernïol crwm, gellir defnyddio prosesau cyfansawdd polymer hyblyg (megis swbstradau PET/ETFE wedi'u bondio i ultra - gwydr tenau) neu blygu poeth i gynhyrchu gwydr ffotofoltäig crwm gyda radiws o lai na 500mm. Mae hyn yn gofyn am anelio rheoledig i atal cracio straen.
Iv. Rhagolygon a Heriau Cais
Mae diwydiannu gwydr solar yn dal i wynebu heriau, gan gynnwys rheoli costau (ee, buddsoddiad uchel mewn offer sputtering magnetron), cyflawni cotio unffurf ar raddfa fawr (gwyriad trwch ffilm o lai na ± 2nm ar gyfer arwynebau gwydr mawr), a thechnolegau ailgylchu (gan gynnwys dadleoli haenau metel trwm o dan haenau metel trwm). Mae cyfarwyddiadau datblygu yn y dyfodol yn cynnwys:
•
Gwydr penodol ar gyfer perovskite - celloedd tandem silicon: datblygu gwydr arbenigol gyda thrawsyriant UV uchel i ategu'r haen amsugnwr perovskite;
•
Integreiddio pylu deallus: ymgorffori haen electrochromig (fel WO₃) i gyflawni cysgodi deinamig a chynhyrchu pŵer synergaidd;
•
Sero - Gweithgynhyrchu carbon: disodli anelio nwy naturiol traddodiadol â thechnoleg lleihau hydrogen gwyrdd i leihau allyriadau carbon cylch bywyd.
Nghasgliad
Mae technoleg gweithgynhyrchu gwydr solar yn integreiddio dulliau arloesol mewn gwyddoniaeth deunyddiau, peirianneg optegol, a thechnoleg ynni. Mae ei berfformiad gwell yn hyrwyddo mabwysiadu eang integreiddio adeiladau ffotofoltäig yn eang a systemau ynni dosbarthedig. Trwy optimeiddio systemau materol a phrosesau gweithgynhyrchu yn barhaus, mae gan wydr solar y potensial i ddod yn un o'r deunyddiau ategol allweddol ar gyfer cyflawni nodau niwtraliaeth carbon byd -eang.
