EN
Độ trong suốt quang học và độ bền cấu trúc: Kính tấm pin mặt trời tôi cường lực ít sắt
Kính ít sắt cải thiện khả năng truyền sáng như thế nào (91–94%)
Kính trong các tấm pin mặt trời tiêu chuẩn được sản xuất với các oxit sắt trong kính, khiến kính có màu xanh lục và hấp thụ một phần ánh sáng mặt trời. Điều này làm giảm khả năng truyền ánh sáng nhìn thấy khoảng 15%. Khi nhà sản xuất sử dụng kính ít sắt, hàm lượng sắt được giảm xuống dưới 0,01%, và khả năng truyền ánh sáng nhìn thấy tăng lên mức 91–94%. Mức cải thiện từ 6 đến 9% này mang lại ý nghĩa quan trọng đối với sản lượng năng lượng. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng mỗi 1% cải thiện về khả năng truyền ánh sáng giúp các tấm pin tạo ra thêm từ 0,5 đến 0,8% công suất. Vậy điều gì khiến những tấm pin này trong suốt hơn? Cát thạch anh được sử dụng trong quá trình sản xuất đã qua xử lý để loại bỏ các tạp chất gây ra hiện tượng nhiễu màu (disco colors), vốn có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của tấm pin. Các tấm pin sử dụng kính ít sắt, có khả năng truyền sáng cao mang lại lợi thế về hiệu suất và thu nhận tối đa mọi photon có sẵn. Đây là lý do vì sao nhiều chuyên gia cho rằng kính ít sắt là yếu tố thiết yếu để đạt hiệu suất tối ưu.
Ưu điểm của kính cường lực: Khả năng chịu va đập, độ ổn định nhiệt và độ an toàn
Kính tấm pin mặt trời được tôi nhiệt được tạo ra thông qua quy trình đun nóng kính đến khoảng 620 độ C, sau đó làm nguội một cách có kiểm soát. Quy trình này tạo ra áp lực lên bề mặt kính, giúp kính trở nên cứng hơn khoảng bốn lần so với kính thông thường và có khả năng chịu được tác động của mưa đá với vận tốc lên tới 90 km/h, vượt quá các yêu cầu theo tiêu chuẩn IEC 61215. Trong một thử nghiệm thực địa được tiến hành vào năm ngoái, các tấm pin làm từ kính tôi nhiệt cho thấy tỷ lệ tấm bị vỡ giảm 78% so với các tấm pin làm từ kính tiêu chuẩn. Kính tôi nhiệt cũng đã được chứng minh là có khả năng chịu được dải nhiệt độ khắc nghiệt từ -40 đến 85 độ C mà không xuất hiện các vết nứt do ứng suất nhiệt gây ra. Loại kính này còn mang lại kết quả an toàn hơn trong trường hợp kính bị vỡ. Trong trường hợp bất hạnh kính bị vỡ, thay vì tạo ra những mảnh sắc nhọn và gồ ghề như kính thông thường, kính tôi nhiệt sẽ vỡ thành nhiều mảnh nhỏ, ít nguy hiểm hơn đối với công nhân lắp đặt và bảo trì kính. Kính tôi nhiệt là lựa chọn tuyệt vời cho các tấm pin mặt trời phải chịu tác động của thời tiết khắc nghiệt và cực đoan trong thời gian dài.
Kỹ thuật bề mặt tiên tiến: Lớp phủ tự làm sạch và chống phản xạ cho kính tấm pin mặt trời
Lớp phủ AR có cấu trúc nano: Độ truyền quang lớn hơn 96% ở mọi bước sóng trong phổ quang điện
Các lớp phủ chống phản xạ là hiện tượng xảy ra khi sử dụng lớp phủ AR nhằm giảm thiểu các phản xạ bất thường phát sinh từ bề mặt kính của tấm pin mặt trời, dựa trên nguyên lý giao thoa triệt tiêu. Các cấu trúc nano của lớp phủ AR này được thiết kế theo mô hình tinh thể quang học hoặc kính nano nhằm định hướng và tăng lượng bức xạ mặt trời chiếu tới các tế bào quang điện đặt ở mặt sau của lớp kính bảo vệ, đồng thời nâng cao tỷ lệ bức xạ mặt trời có thể truyền qua kính. Bức xạ mặt trời có ích cho quá trình chuyển đổi năng lượng bởi các tế bào quang điện nằm trong dải bước sóng từ 300 đến 1200 nanomet. Kính chưa xử lý sẽ phản xạ khoảng 8% bức xạ mặt trời chiếu tới, trong khi kính được phủ lớp AR chỉ phản xạ dưới 2% bức xạ mặt trời chiếu tới. Các lớp phủ này cũng mang lại cải thiện đáng kể về hiệu suất trong những khoảng thời gian trong ngày khi tấm pin mặt trời nằm thấp trên đường chân trời do góc chiếu xiên của ánh sáng mặt trời. Lớp phủ lai gồm TiO₂ quang xúc tác và tính chất ưa nước giúp giảm tổn thất do bám bẩn từ 15–30%.
Các bề mặt tự làm sạch được tạo ra bằng cách trộn titanium dioxide (TiO₂) có tính quang xúc tác với các lớp phủ ưa nước. Các lớp phủ ưa nước cho phép nước lan đều trên bề mặt, và dưới tác dụng của ánh sáng UV, TiO₂ xúc tác quá trình phân hủy các chất gây ô nhiễm hữu cơ. Tác động kết hợp của hai loại bề mặt này dẫn đến việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm. Các nghiên cứu công nghiệp năm 2023 khẳng định lớp phủ hai tác dụng này giúp giảm tổn thất hiệu suất do bám bẩn từ 15–30% mỗi năm.
Loại lớp phủ Chức năng Lợi ích về hiệu suất
Chống phản chiếu Giảm thiểu phản xạ ánh sáng Độ truyền sáng >96%
TiO₂ ưa nước Phân hủy mảnh vụn + hỗ trợ rửa trôi Giảm tổn thất do bám bẩn 15–30%
Độ bền với tia UV và khả năng chống chịu môi trường của kính tấm pin mặt trời
Trong suốt tuổi thọ hoạt động của tấm pin mặt trời, lớp kính bảo vệ các tế bào quang điện khỏi bức xạ tia cực tím (UV), nhiệt độ khắc nghiệt và các yếu tố môi trường. Kính không được phát triển đặc biệt cho mục đích sử dụng trên tấm pin mặt trời sẽ trở nên đục do tiếp xúc với tia UV. Việc tiếp xúc với tia UV cũng khiến kính xuất hiện các vết nứt vi mô. Mỗi năm, các vết nứt vi mô này làm giảm khả năng truyền sáng của kính khoảng 0,5%. Hiện nay, các sản phẩm kính tôi luyện mới được phát triển với hàm lượng sắt thấp và có oxit xeri phân tán đều trong toàn bộ khối kính đã có mặt trên thị trường. Loại kính này sẽ duy trì khả năng truyền sáng khoảng 92% trong suốt tuổi thọ của tấm pin (25 năm). Các lớp bảo vệ trên tấm pin mặt trời sẽ hoạt động tối ưu trong suốt toàn bộ thời gian vận hành của tấm pin.
Khả năng chống chịu môi trường của các mô-đun kính bao gồm các tính năng vượt xa việc bảo vệ chống tia cực tím, ví dụ như:
Khả năng chịu sốc nhiệt: Khả năng chịu sốc nhiệt cho phép vật liệu chịu được sự thay đổi nhiệt độ từ -40 đến +120 độ Celsius mà không xuất hiện các vết nứt vi mô
Lớp chắn hơi ẩm: Tỷ lệ truyền hơi nước (WVTR) < 0,01 g/m²/ngày, ngăn ngừa ăn mòn điện hóa đối với các hợp kim được nhúng trong thủy tinh
Tác động từ mưa đá: các mô-đun kính được chứng nhận theo tiêu chuẩn IEC 61215 cho viên đá kích thước 25 mm va chạm vào kính với vận tốc 23 m/giây
Cấu tạo của các mô-đun đảm bảo mức suy giảm công suất dưới 0,3% mỗi năm. Do đó, người ta biết rằng sau 30 năm, phần lớn các mô-đun (kể cả những mô-đun đặt tại các vị trí khắc nghiệt nhất, ví dụ như sa mạc, khu vực gần nước biển mặn hoặc các thành phố ven biển) vẫn hoạt động bình thường và duy trì ít nhất 85% công suất đầu ra ban đầu. Những gì các nhà sản xuất trước đây gọi là 'bảo vệ thủy tinh' ngày nay đã phát triển thành các tính năng tiên tiến hơn trong các mô-đun pin mặt trời, chẳng hạn như hiệu suất hệ thống cao hơn và tuổi thọ dài hơn.
Các câu hỏi thường gặp
Ý nghĩa của thủy tinh ít sắt trong các tấm pin mặt trời là gì?
Vì kính ít sắt có khả năng truyền ánh sáng nhìn thấy cao hơn cũng như hiệu suất sản xuất năng lượng mặt trời cao hơn so với kính thông thường.
Những ưu điểm của kính cường lực trong pin mặt trời là gì?
Vì kính cường lực chắc chắn hơn nhiều so với kính thông thường, nên khả năng chịu nhiệt, chịu va đập và chống vỡ được cải thiện, từ đó nâng cao độ an toàn và kéo dài tuổi thọ sử dụng của pin mặt trời. Mục đích của lớp phủ chống phản xạ trên pin mặt trời là gì?
Mục đích của lớp phủ chống phản xạ là tăng hiệu suất của pin mặt trời bằng cách giảm lượng ánh sáng mặt trời bị phản xạ trở lại khỏi các tế bào quang điện.
Titanium dioxide (TiO₂) có vai trò gì trong pin mặt trời?
Titanium dioxide (TiO₂) được cho là có khả năng tự làm sạch, điều này rất hữu ích trong việc giảm tổn thất do bám bẩn nhờ phân hủy các chất hữu cơ, hỗ trợ quá trình làm sạch bằng nước.