Kính năng lượng mặt trời chủ yếu được làm bằng thủy tinh có hoa văn siêu trong, với nguyên liệu thô bao gồm cát thạch anh, tro soda, đá vôi, dolomite và natri sunfat. Không giống như kính kiến trúc thông thường, kính năng lượng mặt trời phải có độ truyền ánh sáng cực cao để nâng cao hiệu suất chuyển đổi của tế bào quang điện. Bằng cách giảm hàm lượng sắt trong nguyên liệu thô (thường dưới 150 ppm), kính năng lượng mặt trời có thể làm giảm sự hấp thụ ánh sáng mặt trời, cho phép nhiều năng lượng xuyên qua kính và đến được các thành phần quang điện bên dưới.
Các thành phần cốt lõi và cấu trúc của kính năng lượng mặt trời
Kính năng lượng mặt trời không chỉ là tấm chắn bảo vệ cho các thành phần quang điện mà còn là yếu tố then chốt trong việc nâng cao hiệu suất phát điện. Sau đây là các thành phần chính và quy trình sản xuất của nó:
1. Nguyên liệu thô cơ bản
Cát thạch anh hàm lượng sắt thấp: Đây là nguyên liệu thô quan trọng nhất. Thủy tinh thông thường có màu xanh lục vì nó chứa tạp chất sắt, trong khi kính năng lượng mặt trời sử dụng cát có hàm lượng sắt thấp có độ tinh khiết cao, khiến nó gần như trong suốt hoàn toàn.
Chất trợ dung và chất ổn định: Tro soda được sử dụng để hạ thấp điểm nóng chảy của cát silic, trong khi đá vôi giúp tăng cường độ ổn định hóa học và độ bền vật lý của thủy tinh.
2. Cấu trúc quang học đặc biệt
Để tối đa hóa việc sử dụng năng lượng mặt trời, kính năng lượng mặt trời thường áp dụng các thiết kế sau:
Xử lý dập nổi (bề mặt có kết cấu): Một mẫu hình kim tự tháp hoặc họa tiết cụ thể được ép lên bề mặt kính, làm giảm sự phản xạ gương và khiến ánh sáng tới khuếch tán, làm tăng chiều dài đường đi của ánh sáng trên pin mặt trời.
Lớp phủ chống phản chiếu (AR Coating): Một lớp phủ silicon dioxide dày nanomet được phủ lên bề mặt kính, giúp tăng độ truyền ánh sáng từ khoảng 91% lên hơn 94%.
Công nghệ chủ đạo Các loại kính năng lượng mặt trời
Kính hoa văn siêu trong (chủ yếu dùng cho tế bào silicon tinh thể): Đây hiện là loại kính năng lượng mặt trời được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành quang điện. Thông qua quy trình dập nổi đặc biệt, một kết cấu cụ thể (chẳng hạn như kết cấu hoặc hình kim tự tháp) được hình thành trên bề mặt kính. Cấu trúc này làm giảm hiệu quả phản xạ gương và tăng phản xạ khuếch tán ánh sáng, từ đó cải thiện hiệu suất chuyển đổi quang điện. Ngoài ra, kính cường lực hoa văn có độ bền vật lý cực cao và là vật liệu bảo vệ được ưa chuộng cho các nhà máy quang điện phân tán và nhà máy điện trên mặt đất.
Kính nổi siêu trong (chủ yếu dùng cho cell màng mỏng): Khác với kính hoa văn, kính nổi siêu trong có bề mặt cực kỳ phẳng và mịn. Do quy trình sản xuất đảm bảo độ phẳng cực cao nên nó thường được sử dụng làm chất nền cho pin mặt trời màng mỏng.
Trong cell màng mỏng, lớp bán dẫn cần được lắng trực tiếp lên bề mặt kính nên đòi hỏi những yêu cầu gần như khắt khe về độ phẳng và độ trong suốt của bề mặt kính. Kính nổi siêu trong đáp ứng hoàn hảo yêu cầu sản xuất chính xác này.
Tại sao kính năng lượng mặt trời lại quan trọng trong ngành quang điện?
Với sự tăng tốc của quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu, nhu cầu về kính năng lượng mặt trời tiếp tục tăng lên. Nó không chỉ cần có khả năng chống va đập cực cao (để chịu được mưa đá và bão cát) mà còn phải chịu được thời tiết tuyệt vời để đảm bảo các mô-đun quang điện có tuổi thọ trên 25 năm trong môi trường ngoài trời khắc nghiệt.
Hơn nữa, sự phổ biến của các mô-đun kính đôi (kính năng lượng mặt trời hai mặt) đã thúc đẩy hơn nữa những tiến bộ công nghệ. Cấu trúc này không chỉ giúp tăng cường độ bền cơ học của mô-đun mà còn tận dụng ánh sáng phản xạ từ phía sau để tạo ra điện, làm tăng đáng kể tổng công suất phát điện.
Hiểu "kính năng lượng mặt trời được làm từ gì" là điều cơ bản để hiểu hiệu quả phát điện quang điện. Từ việc lựa chọn nguyên liệu thô có độ tinh khiết cao đến quy trình phủ chống phản chiếu tiên tiến, mọi tiến bộ công nghệ đều góp phần làm cho năng lượng xanh có giá cả phải chăng hơn.
