太陽能板五大關鍵材料分別為前板玻璃、封裝材料、太陽能背板、接線盒及邊框所組合,如圖所示。
玻璃是第一道保護太陽能電池片的關卡,能否持續不斷的發電,玻璃的強度是否足夠就很重要。除了抗衝擊的保護功用外,也兼具提升發電效能的關鍵,因此透光性就需要考慮。目前使用在太陽能板的玻璃為低鐵的鈉玻璃,因為低鐵含量才能提高透光性,使玻璃的透光性達到91%。
一般的太陽能板所使用的玻璃都為物理強化或稱鋼化玻璃,主要是利用玻璃受熱冷卻後來達到內部應力的分布來強化。
特點:
一般玻璃的3~5倍強度、強化程度越高,破碎後顆粒越細小,不易傷害人體、耐熱溫度可達200~250度。
缺點:
能做到全強化的厚度為2.8mm以上,因此重量較高。
一般的太陽能板使用的玻璃厚度為3.2mm,而1.4~2.8mm為半物理強化或半鋼化,至於0.2~1.4mm無法依靠物理強化來達到,這個厚度都是依靠化學強化。
主要是利用元素離子交換的方式來增加玻璃抵抗外界的能力。
特點:
與依靠內外應力平衡的物理強化玻璃不同,化學強化後的玻璃是可以進行切割、鑽孔等加工。強化能力在物理強化玻璃之上、強化厚度不受限制,因此能做到重量輕、強度高的玻璃。
缺點:
價格昂貴,約在物理強化玻璃的5倍之上
因為安裝場域的重量限制,目前國際上的輕量化太陽能板都是以化學強化玻璃為主,其重量可減輕到一般太陽能板的一半以上。其它會使用到化學強化玻璃的地方,如螢幕面板、手機的玻璃貼膜等,最有名的就是日本旭硝子 (AGC)所製作的。
為了更進一步提升玻璃的透光性,太陽能板的玻璃表面會再加上一層抗光反射層,讓太陽光進入的量更高,從外觀上會發現未加上抗反射層的玻璃會比較光亮及反光。
特點:
加上了抗反射層的玻璃,可以使太陽能板的功率再提升2~5%。
缺點:
玻璃表面很容易卡髒污需要定期清潔。此外,抗反射層的硬度在3H以上,因此不能使用具有研磨性的清潔劑或手法清潔,否則抗反射層會被刮除而將低太陽能板的輸出功率。可參考摩氏硬度對照表。
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