ความรับผิดชอบด้านบรรณาธิการสำหรับบทความนี้เป็นของ Wuhan Ooi Photoelectric Technology Co., Ltd. เขียนและตรวจสอบโดยทีมบรรณาธิการ Ooitech ดู นโยบายบรรณาธิการ ของเรา สำหรับวิธีที่เราเขียน เราใช้เครื่องมือ AI ที่ใด และวิธีขอแก้ไข
ทำไมกระจกแผงโซลาร์เซลล์จึงมีลวดลาย ไม่เรียบ
สารบัญ
คำตอบสั้น: กระจกของโมดูลโซลาร์มีพื้นผิวแบบหยาบแทนที่จะเรียบ เพราะพื้นผิวกระจกเรียบสะท้อนแสงมากเกินไป ส่วนต่อประสานระหว่างกระจกกับอากาศที่ขัดเงาจะสะท้อนแสงตกกระทบประมาณ 4% ที่แต่ละพื้นผิว และโมดูลหนึ่งชิ้นมีสองพื้นผิว ดังนั้นฝาครอบด้านหน้าที่ไม่ผ่านการปรับสภาพจะสูญเสียแสงในสัดส่วนที่มีนัยสำคัญก่อนที่แสงจะไปถึงเซลล์ด้วยซ้ำ พื้นผิวหยาบนี้ถูกกัดลงบนกระจกเป็นลวดลายของลักษณะเล็กๆ ที่เปลี่ยนทิศทางแสงที่สะท้อนกลับเข้าไปในโมดูลแทนที่จะสะท้อนออกไป สิ่งนี้ทำงานร่วมกับสารเคลือบป้องกันการสะท้อนบนเซลล์และดัชนีหักเหของสารห่อหุ้ม ดังนั้นทั้งสามจึงถูกกำหนดเป็นชุดเดียวกันแทนที่จะแยกกัน พื้นผิวหยาบยังมีประโยชน์รองต่อลักษณะทางทัศนศาสตร์อีกด้วย คือมันกระจายการสะท้อนเพื่อให้โมดูลดูเป็นพื้นผิวที่สม่ำเสมอแทนที่จะเป็นกระจกเงา ซึ่งสำคัญสำหรับการติดตั้งบนหลังคาที่การสะท้อนจ้าเป็นข้อร้องเรียน
มองใกล้ๆ ที่ด้านหน้าของโมดูลโซลาร์ แล้วกระจกไม่ใช่แผ่นเรียบอย่างที่คุณเห็นในหน้าต่าง มันเต็มไปด้วยหลุมที่ไม่เป็นระเบียบ คนส่วนใหญ่มักคิดว่านี่เป็นข้อบกพร่องจากการผลิต แท้จริงแล้วมันเป็นหนึ่งในพื้นผิวที่ถูกออกแบบมาอย่างพิถีพิถันที่สุดในโมดูลทั้งหมด
วัสดุ PV · กระจกโมดูล · โดย Jerry, Ooitech
1. พื้นผิวที่ถูกออกแบบ ไม่ใช่ข้อบกพร่อง
รูปที่ 1: กระจกด้านหน้าของโมดูลภายใต้แสงสะท้อน พื้นที่ที่ไฮไลต์แสดงหลุมที่ไม่เป็นระเบียบซึ่งทำให้พื้นผิวมีลักษณะเฉพาะตัว ลวดลายนี้ถูกออกแบบอย่างตั้งใจ และเป็นสิ่งที่เปลี่ยนกระจกเงาให้กลายเป็นตัวเก็บแสง
โครงสร้างมีสองด้านที่มีสเปกต่างกัน พื้นผิวด้านนอก, ด้านที่สัมผัสกับอากาศ เป็นพื้นผิวแบบมีเท็กซ์เจอร์ที่มีหลุมขนาดไมครอนไม่เป็นระเบียบ พื้นผิวด้านใน, ด้านที่ยึดติดกับสารห่อหุ้ม มีลวดลายนูนที่เป็นระเบียบ เมื่อรวมกันแล้วจึงเป็นเหตุผลที่ด้านหน้าของโมดูลดูขุ่นเล็กน้อยแทนที่จะใสเป็นกระจก และทั้งสองด้านมีอยู่ด้วยเหตุผลทางแสง
2. เหตุผลที่หนึ่ง: ลดการสูญเสียจากการสะท้อน
กระจกเรียบทำตัวเหมือนกระจกเงาบางส่วน แสงอาทิตย์ประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ที่ตกกระทบพื้นผิวขัดเงาจะสะท้อนกลับขึ้นฟ้าโดยตรงและไม่ไปถึงเซลล์เลย ในโมดูล นั่นคือ 8 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานที่คุณจ่ายเพื่อผลิต สูญเสียไปที่ชั้นนอกสุดก่อนที่อะไรจะเกิดขึ้น
พื้นผิวด้านนอกแบบมีเท็กซ์เจอร์ช่วยสลายการสะท้อนนั้น เนินขนาดไมครอนกระจายลำแสงที่เข้ามา เพื่อให้แสงที่ตกกระทบในมุมตื้นถูกเปลี่ยนทิศทางแทนที่จะสะท้อนออกไป และส่วนหนึ่งถูกหักเหเข้าสู่เซลล์แทนที่จะออกห่าง กลไกเดียวกันนี้ยังยืดเส้นทางแสงภายในโมดูล ซึ่งให้โอกาสซิลิคอนดูดซับสิ่งที่เข้ามาแล้วได้มากขึ้น
รูปที่ 2: มุมมองใกล้ของพื้นผิวกระจก ในระดับนี้หลุมจะปรากฏเป็นลวดลายไมโครที่หนาแน่นและเป็นระเบียบ ทั้งการกระจายแสงและการส่งผ่านแสงต่างขึ้นอยู่กับรูปทรงของลักษณะเหล่านี้ จึงเป็นเหตุผลที่ลวดลายถูกกำหนดสเปกไว้แทนที่จะปล่อยให้เป็นไปตามโอกาส
3. เหตุผลที่สอง: กระจายแสงทั่วเซลล์
หน้าที่ที่สองคือความสม่ำเสมอ หากแสงมาตกไม่สม่ำเสมอ บางพื้นที่ของเซลล์จะทำงานหนักกว่าส่วนอื่น และโมดูลจะทำงานได้ต่ำกว่าผลรวมของส่วนประกอบ การรวมกันของพื้นผิวด้านนอกแบบมีเท็กซ์เจอร์และด้านในแบบมีลวดลายช่วยกระจายแสงที่เข้ามาให้สม่ำเสมอขึ้นทั่วพื้นผิวเซลล์ พื้นที่ที่ได้รับแสงจึงถูกใช้อย่างเต็มที่มากขึ้นและประสิทธิภาพการแปลงพลังงานดีขึ้น
เรื่องนี้สำคัญกว่าที่ฟังดูในรูปแบบ multi-cut และ shingled ซึ่งเซลล์ถูกแบ่งเป็นชิ้นเล็กๆ แสงที่ไม่สม่ำเสมอมีปฏิสัมพันธ์กับวิธีที่ชิ้นส่วนเหล่านั้นเชื่อมต่อกัน และเหตุผลที่โมดูล multi-cut ทำงานต่างออกไปภายใต้ร่มเงาบางส่วนนั้นกล่าวถึงใน การวิเคราะห์ความต้านทานร่มเงาของ multi-cut.
ของเรา
4. เหตุผลที่สาม: แสงที่ตกกระทบเป็นมุม
แสงอาทิตย์ตั้งฉากกับโมดูลเพียงช่วงสั้นๆ ของวัน ในตอนเช้า ตอนเย็น และตลอดฤดูหนาว แสงตกกระทบในมุมที่ชัดเจน และนั่นคือจุดที่พื้นผิวนูนแตกต่างจากพื้นผิวเรียบ
เมื่อมุมตกกระทบเพิ่มขึ้น การส่งผ่านแสงของกระจกนูนจะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับกระจกเรียบ แทนที่จะลดลงอย่างรวดเร็ว ในทางปฏิบัติ โมดูลจะกู้คืนประสิทธิภาพในช่วงเวลาของวันและปีที่พื้นผิวเรียบจะสูญเสียมันไป เนื่องจากโมดูลใช้ชีวิตส่วนใหญ่อยู่นอกช่วงการแผ่รังสีตั้งฉากสูงสุด นี่จึงไม่ใช่ผลกระทบเล็กน้อย
5. หลุมเหล่านี้ทำอย่างไรจริงๆ
| สองกระบวนการสร้างพื้นผิวสองด้าน | กระบวนการ | ด้าน |
|---|---|---|
| โครงสร้างที่ได้ | ด้านใน (ด้านสารห่อหุ้ม) | การรีดด้วยลูกกลิ้งขณะกระจกออกจากเตาหลอม: แถบหลอมเหลวผ่านระหว่างลูกกลิ้ง ซึ่งหนึ่งในนั้นมีลวดลายนูนความแม่นยำสูงกดลงบนพื้นผิวที่กึ่งหลอมเหลว |
| อาร์เรย์ที่เป็นระเบียบของรูปทรงที่กำหนดไว้ โดยทั่วไปคือลวดลายพีระมิด, ทรงหกเหลี่ยมตัดยอด และทรงสี่เหลี่ยมตัดยอด | ด้านนอก (ด้านอากาศ) | การกัดด้วยสารเคมีเพื่อสร้างหลุมแบบสุ่ม ตามด้วยสารเคลือบกันสะท้อนระดับนาโน — ผลิตภัณฑ์กันแสงสะท้อนบางชนิดสร้างพื้นผิวด้านนอกด้วยการรีดด้วยลูกกลิ้งแทน |
เท็กซ์เจอร์ขนาดไมครอนไม่เป็นระเบียบภายใต้ชั้นกันสะท้อนที่มีรูพรุน
รายละเอียดของลวดลายนูนบนกระจกโมดูลโซลาร์แสดงโครงสร้างตารางที่เป็นระเบียบละเอียด
รูปที่ 3: ลวดลายนูนบนกระจกในรายละเอียด เนื่องจากมันถูกถ่ายทอดจากลูกกลิ้งที่มีลวดลาย รูปทรงจึงสามารถทำซ้ำได้จากแผ่นต่อแผ่น — ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้สเปกกระจกสามารถระบุเป็นลวดลายแทนที่จะเป็นความหยาบได้
6. เทคนิคเดียวกันในส่วนอื่นของโมดูล
- เมื่อคุณรู้ว่าต้องมองหาอะไร หลักการออกแบบเดียวกันนี้ก็ปรากฏในหลายจุด แผ่นหลังแบบกระจกคู่
- กระจกด้านหลังของโมดูลกระจกคู่มีพื้นผิวที่เทียบเคียงได้ ด้วยเหตุผลเดียวกัน: แสงที่ไปถึงด้านหลังของโมดูลสองหน้าแบบต้องถูกปล่อยให้เข้ามา ไม่ใช่สะท้อนออกไป โมดูลแบบยืดหยุ่นและพับได้
- แผงแบบพกพาและพับได้ใช้พื้นผิวแบบมีหลุมบนแผ่นด้านหน้าเพื่อให้ได้ผลการกระจายแสงคล้ายกันโดยไม่ต้องใช้กระจกแข็ง แผ่นฟิล์มหน้าแบบฟลูออโรโพลิเมอร์จัดส่งพร้อมพื้นผิวด้านที่ทำหน้าที่ป้องกันการสะท้อนแสงแบบเดียวกับในโมดูลน้ำหนักเบา
- ฟิล์มแพสซิเวชันด้านหน้า ฟังก์ชันด้านแสงและแพสซิเวชันยังถูกผสมผสานในระดับเซลล์ เช่นในกรณีของ ฟิล์มหน้า SiNx สำหรับ TOPCon, ซึ่งการเลือกฟิล์มส่งผลโดยตรงต่อกำลังวัตต์ของโมดูล
7. สิ่งที่ต้องตรวจสอบเมื่อคุณกำหนดสเปกกระจกโมดูล
เนื่องจากประโยชน์ด้านแสงมาจากพื้นผิวมากกว่าเนื้อกระจก ข้อกำหนดกระจกที่ระบุเพียงความหนาและความแข็งแรงจากเทมเปอริงจึงไม่สมบูรณ์ มีคุณลักษณะห้าประการที่กำหนดประสิทธิภาพ
| คุณลักษณะ | เหตุใดจึงสำคัญ |
|---|---|
| ปริมาณเหล็ก | กระจกเหล็กต่ำเพิ่มการส่งผ่านแสงพื้นฐาน กระจกโฟลตธรรมดาดูดกลืนแสงในช่วงที่มองเห็นได้และทำให้คุณสูญเสียกำลังไฟฟ้าก่อนที่จะมีการเคลือบผิวใดๆ |
| พื้นผิวด้านนอก | กำหนดพฤติกรรมการสะท้อนและการกระเจิงแสง ดังนั้นจึงกำหนดว่าแสงตกกระทบจะไปถึงเซลล์ได้มากน้อยเพียงใด |
| ลวดลายนูนด้านใน | ส่งผลต่อการกระจายแสงทั่วเซลล์และพฤติกรรมการลามิเนต รูปทรงลวดลายถูกถ่ายทอดจากแม่พิมพ์ จึงสามารถทำซ้ำได้และควรระบุในข้อกำหนด |
| สารเคลือบป้องกันการสะท้อนแสง | ให้การส่งผ่านแสงเพิ่มขึ้นในขั้นสุดท้าย ความทนทานของสารเคลือบสำคัญพอๆ กับประสิทธิภาพเริ่มต้น เนื่องจากต้องเผชิญสภาพอากาศเป็นเวลา 25 ปี |
| คุณภาพการเทมเปอริง | เป็นเรื่องโครงสร้างมากกว่าด้านแสง แต่กระจกที่ล้มเหลวทางกลไกก็พาประสิทธิภาพด้านแสงไปด้วย ดู วิธีบอกว่ารอยแตกของกระจกกึ่งเทมเปอริงเป็นการแตกเองตามธรรมชาติ. |
Ooitech จัดหากระจกโมดูลพร้อมกับวัสดุอื่นๆ ในรายการวัสดุทั้งหมด รวมถึง ฟิล์มห่อหุ้ม EVA, POE และ EPE, ริบบอน สารซีล และกรอบ ซึ่งหมายความว่ากระจกและสารห่อหุ้มสามารถจับคู่กันได้แทนที่จะจัดหาอิสระจากกัน ข้อกำหนดกระจกเองระบุไว้ใน หน้าผลิตภัณฑ์กระจกโซลาร์, และรายการวัสดุทั้งหมดแยกย่อยไว้ใน วัสดุหลักของโมดูลแผงโซลาร์.
คำถามที่พบบ่อย
พื้นผิวขรุขระของกระจกแผงโซลาร์เป็นข้อบกพร่องหรือไม่?
ไม่ใช่ เป็นโครงสร้างทางแสงที่ออกแบบไว้ ด้านนอกเป็นพื้นผิวที่มีหลุมขนาดไมครอนไม่สม่ำเสมอ และด้านในมีลวดลายนูนสม่ำเสมอ ทั้งสองด้านถูกกำหนดให้เพิ่มปริมาณแสงที่ไปถึงเซลล์แทนที่จะสะท้อนออกไป
กระจกเรียบสะท้อนแสงมากแค่ไหน?
พื้นผิวกระจกขัดเงาสะท้อนแสงอาทิตย์ตกกระทบประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ บนโมดูลการสูญเสียนี้เกิดขึ้นที่ชั้นนอกสุดก่อนที่แสงจะไปถึงเซลล์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงทุ่มเทความพยายามทางวิศวกรรมมากมายให้กับพื้นผิวมากกว่าเนื้อกระจก
พื้นผิวด้านในที่มีลวดลายผลิตขึ้นอย่างไร?
โดยการรีดด้วยลูกกลิ้ง ขณะที่ริบบอนกระจกออกจากเตาหลอม มันจะผ่านระหว่างลูกกลิ้ง และหนึ่งในนั้นมีลวดลายนูนความแม่นยำสูงที่ถูกกดลงบนพื้นผิวที่ยังกึ่งหลอมเหลว รูปทรงที่พบบ่อยคือ อาร์เรย์พีระมิด ทรงหกเหลี่ยมตัดยอด และทรงสี่เหลี่ยมตัดยอด เนื่องจากลวดลายมาจากลูกกลิ้ง จึงทำซ้ำได้จากแผ่นหนึ่งไปอีกแผ่น
สารเคลือบป้องกันการสะท้อนแสงทำจากอะไร?
โดยทั่วไปเป็นชั้นซิลิกาโปร่งพรุนที่เคลือบหลังจากการกัดพื้นผิวด้านนอก โครงสร้างรูพรุนเป็นสิ่งที่ลดการสะท้อน ดังนั้นทั้งวัสดุและรูปทรงรูพรุนจึงสำคัญ ความทนทานภายใต้รังสียูวี ความชื้น และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสำคัญพอๆ กับประสิทธิภาพการส่งผ่านแสงเริ่มต้น
พื้นผิวช่วยในฤดูหนาวและเมื่อดวงอาทิตย์ทำมุมต่ำหรือไม่?
ใช่ และนั่นเป็นหนึ่งในข้อโต้แย้งที่แข็งแกร่งที่สุด เมื่อมุมตกกระทบมาก กระจกที่มีลวดลายนูนจะส่งผ่านแสงได้ดีกว่ากระจกเรียบตามสัดส่วน ดังนั้นโมดูลจึงทำงานได้ดีขึ้นในตอนเช้า ตอนเย็น และตลอดเดือนฤดูหนาวเมื่อแสงแทบไม่ตกกระทบตั้งฉากกับพื้นผิว
โมดูลสองหน้าและโมดูลยืดหยุ่นใช้วิธีเดียวกันหรือไม่?
ใช่ โมดูลกระจกคู่ใช้การปรับสภาพที่เทียบเคียงได้กับกระจกด้านหลังเพื่อให้แสงที่ไปถึงด้านหลังสามารถเข้ามาได้ โมดูลยืดหยุ่นและพับได้ใช้พื้นผิวด้านหน้าที่มีหลุม และแผ่นฟิล์มหน้า ETFE จัดส่งพร้อมพื้นผิวด้านที่ทำหน้าที่ป้องกันการสะท้อนแสงแบบเดียวกันโดยไม่ต้องใช้กระจกแข็ง
บทสรุปสุดท้าย
พื้นผิวที่มีหลุมของกระจกโมดูลเป็นเครื่องเตือนใจที่ดีว่าในการผลิตโมดูล ผลประโยชน์ที่ถูกที่สุดมักเป็นด้านแสงมากกว่าด้านไฟฟ้า การสะท้อนแสงตกกระทบ 8 เปอร์เซ็นต์ออกไปไม่มีค่าใช้จ่ายในการแก้ไขในขั้นตอนกำหนดสเปกกระจกและไม่สามารถกู้คืนได้ในขั้นตอนถัดไป เมื่อคุณกำหนดสเปกกระจก ให้ระบุปริมาณเหล็ก พื้นผิวด้านนอก ลวดลายด้านใน สารเคลือบป้องกันการสะท้อนแสง และเกรดการเทมเปอริงพร้อมกัน และจับคู่สารห่อหุ้มกับกระจกแทนที่จะซื้อแยกจากกัน หากคุณกำลังจัดทำรายการวัสดุสำหรับสายการผลิตใหม่ ส่งรูปแบบโมดูลและกระจกที่คุณกำลังพิจารณามาให้เรา แล้วเราจะบอกคุณว่าข้อกำหนดด้านแสงควรประกอบด้วยอะไรบ้าง
ที่เกี่ยวข้อง: กระจกคลุมโซลาร์สำหรับอวกาศ: ทำไมต้องใช้ซีเรียม และจะอ่านอย่างไร เป็นอีกปลายทางหนึ่งของคำถามเรื่องกระจกเดียวกัน บนพื้นผิวด้านนอก
การอ่านเพิ่มเติมและข้อมูลพื้นฐาน
เอกสารอ้างอิงสาธารณะเกี่ยวกับหัวข้อนี้ จัดพิมพ์โดยองค์กรที่ดูแลแผนงานเทคโนโลยีและข้อมูลตลาดของอุตสาหกรรม:
