太阳能光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池,能够利用太阳辐射发电,并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。它是由低铁玻璃、太阳能电池片、胶片、背面玻璃、特殊金属导线组成,将太阳能电池片通过胶片密封在一片低铁玻璃和一片背面玻璃的中间,是一种最新颖的建筑用高科技玻璃产品。采用低铁玻璃覆盖在太阳能电池上,可保证高的太阳光透过率,经过钢化处理的低铁玻璃还具有更强的抗风压和承受昼夜温差变化大的能力。
什么是发电玻璃?
双层玻璃窗妙用无穷,为什么双层玻璃窗还能发电?
双层玻璃与一般染料不同,双层玻璃窗表面覆膜中的特制染料吸收太阳光后,分子获得能量,发射的是磷光而不是荧光。由于发射磷光的电子在激发态逗留的时间太长,它的能量可能在发射磷光前就被邻近的分子夺取,也就是说将吸收的太阳能从一个染料分子传递到另一个分子,结果这种传递最终到达了玻璃边缘的太阳能电池板上,并迅速地被电池板接收并转化成电能。这就是双层玻璃窗凭借特制染料膜采集太阳能,再传输到边缘上的太阳能电池板的机制。
玻璃窗上的特制染料膜如何传输太阳能当太阳光照射到双层玻璃窗表面时,复膜染料中的分子吸收太阳光、获得能量,分子中的电子就从低能量态的基态跃迁到高能量态的激发态。电子在激发态轻轻“跳一跳”,逗留片刻,损失小部分能量后再回到基态,剩余能量以波长大于吸收光波长的光发射出去,这种光就叫“荧光”;如果电子在激发态“跳一跳”,再反转并多逗留一会儿,在损失部分能量后回到基态,发射的光就叫“磷光”。
采用了科学家研发的一种新技术,即在双层玻璃窗的表面分别涂上吸收不同波长的特制染料膜,例如前片玻璃涂上吸收蓝光的染料膜,后片玻璃涂上吸收黄光的染料膜。这些染料膜是将至少两种涂料按照特殊比例混合制成的聚能材料,覆盖玻璃是彩色的,既很美观,又透明而不致影响采光。在玻璃边缘安装太阳能电池板,通过玻璃窗上的特制染料收集太阳能,然后将其传输到边缘的太阳能电池中并转化成电能。
这项技术利用特制的染料膜层采集太阳能,通过发射磷光和能量转移,将太阳能传送到边缘上的太阳能电池板,大大减少了光能在传输途中的损失。与普通太阳能电池相比,这项技术使每个太阳能电池收集的太阳能提高了40倍以上,最终由太阳能电池转化而来的电量也高出了约10倍。双层玻璃窗就像是“变身”为一台高效的太阳能发电机了
太阳能玻璃是如何发电的?
窗户每家都有,那是用来采光、通风用的,还没有听说过用窗户可以发电的。但现在世界上已经有人研制出了能发电的窗户。这个人叫迈克尔·格拉蔡,他是瑞士的一位化学家。他经过几年的研究和不断改进,终于发明了一种能发电的窗户玻璃。它既能透光,使室内明亮、又能发电,让收音机、电视机等电器响起来。
格拉蔡怎么想起来要发明发电的窗户呢?这并不奇怪,因为现在世界上到处嚷嚷有能源危机,说石油和煤炭总有一天会消耗殆尽,但太阳能却是取之不尽的。格拉蔡就想:世界上的住房和建筑物上该有多少窗户呀?如果能使向阳光的一面的窗户都能利用太阳能发电,那么得到的电力加起来简直是一个天文数字。于是,他从80年代末就开始研究能发电的太阳能窗户。
1991年10月,格拉蔡终于成功地制造出了一种奇特的太阳能玻璃板,这种玻璃板不仅可以安在各种建筑物上作窗户,又可以同时发电,而且得到的电能要比现在通常用的硅太阳能电池的价格便宜5~10倍。
这种玻璃外表看起来和普通玻璃似乎没有什么区别,但实际上里面有许多“机关”。格拉蔡在两层普通玻璃板之间“夹进”了一些特殊的遇到阳光就能发电的超薄化合物,其中包括二氧化锡导电层,二氧化钛半导体层和一种含碘为主的电解液层及一种类似植物中的叶绿素的染色层。
你也许会问,玻璃板之间夹了这许多层“馅”,还能透光吗?其实你用不着担心,别看玻璃板之间有这么多夹层,但它们总的厚度才10微米,因此完全可以透过光线,一点也不影响室内的亮度。
那么这种古怪的玻璃板是怎么发电的呢?它的过程是这样的。当光线穿过外层玻璃和非常薄的二氧化锡层及电解液层,到达染色层时,染色层就吸收太阳光中的光子,光子是一种带有能量的粒子(用肉眼根本看不到比细菌还小得多的玩艺儿),别看这种粒子小,它打在染色层上却可以把一个电子给轰出来,轰击出来的电子进到二氧化钛半导体层内,又转移到紧挨着它的二氧化锡导电膜中,形成电子流。这样,在里外两层玻璃上的二氧化锡就像一个干电池的正负极,带上了电,只要在这两个正负极之间连接上收音机和电灯泡之类的电器,就可以收听音乐和照明。
现在这种太阳能玻璃板每平方米可以发出150瓦的电力,全世界的玻璃窗户要是都换上这种玻璃板,你想想会发出多少电力?据格拉蔡说,用这种玻璃作窗户,安装起来也不费事,安一个窗户有两小时就足够了。当然,眼下这种发电玻璃还比较贵,但比起现在常用的硅太阳能电池要便宜。而且预计,这种玻璃只要今后大量生产,成本会不断下降,因为制造这种发电玻璃的原料包括二氧化锡、二氧化钛都是很便宜的。
太阳能光伏玻璃有哪几种分类
瑞士化学家迈克尔发明了一种可以发电的太阳能玻璃。这种玻璃有夹层,在这两层玻璃之间加进了超薄化合物,这种化合物可以吸收光能,还可以导电。当太阳光照射这种玻璃的时候,化合物可以吸收光能,转化为电能并储存起来,这时,只要用导线接通,就可以用于照明或为其他电器供电。现在,每平方米太阳能玻璃可以发出150瓦的电力。
光伏玻璃分类。用于太阳能电池的光伏玻璃基片,一般包括超薄玻璃、表面镀膜玻璃、低铁含量的(超白)玻璃等类型。根据使用的性质和制造方法不同,光伏玻璃又可分为3种产品,即平板型太阳能电池的盖板,一般为压延玻璃;在平板玻璃表面镀上通常厚度只有几微米的半导体材料制成的薄膜电池导电基片;集热式光伏系统使用的透镜或反光镜类的玻璃。这3种产品的特性和作用完全不同,其附加值也有很大的差别。
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