高功率的關鍵材料!太陽能板用“玻璃” (入門篇)

更新於 2023/08/05閱讀時間約 2 分鐘

太陽能板除了由太陽能電池片供應電力外,還需由其它關鍵材料所組合,那麼這些材料是否就不重要呢? 不注意這些材料會有問題嗎? 答案是會的! 這些材料除了會影響發電外,還會影響使用性!

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邊框所組合,如圖所示。

太陽能板結構

太陽能板結構

前板玻璃

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%。

強化玻璃的種類

強化玻璃的種類

物理強化玻璃

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。


化學強化玻璃

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。

摩氏硬度對照表

摩氏硬度對照表

抗反射層 (AR coating, ARC)

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


相關參考: 能用20年的太陽能板! 魔鬼就在細節裡~ 太陽能板的材料!(進階篇)

延伸閱讀: 太陽能入門篇

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