高功率的關鍵材料！太陽能板用“玻璃” (入門篇)

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、接線盒及邊框所組合，如圖所示。

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

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

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