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创新:改善光伏玻璃的性能,新型掺杂剂可能会大显神通哦!

摘要:根据一个英国-瑞典的研究小组,太阳能玻璃生产的降档过程可以通过使用两种不产生吸收带的掺杂阳离子来改善。这些化合物的掺杂据说减少了紫外线的透射,同时也使玻璃在可见光和近红外范围内免于吸收。

来自瑞典RISE研究所和英国谢菲尔德哈勒姆大学的科学家们进行了一项研究,研究如何在机械、化学和光学性能方面改进用于光伏组件的玻璃技术。

研究人员在《光伏进展》(Progressin Photovoltaics)中发表的《面向改进的用于光伏器件的保护玻璃》一文中强调,降低玻璃前板中氧化铁种类的浓度,同时还提供足够的紫外线光子吸收能力,对于玻璃的改进至关重要。可保护用于太阳能电池组件层压的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物密封剂。

研究人员说,氧化铁的减少可以通过所谓的“向下转移”过程来实现,该过程包括在玻璃中掺杂光学活性成分。他们进一步解释说,这种解决方案有双重积极的效果,因为掺杂的玻璃吸收有害的紫外线光子,同时又重新释放出一些吸收的可见光光子,这些光子可以被太阳能电池捕获和转换。

为了确保紫外线防护的任何好处不会被覆盖玻璃透光的负面影响所抵消,使用不产生吸收带的玻璃掺杂阳离子是至关重要的。科学家说:“大多数第一行过渡金属掺杂到玻璃中都会受到这种限制。”

他们确定无毒铋(3+)和钆(3+)作为新玻璃配置的掺杂剂,并在实验室规模的光伏组件中进行了测试。这两种化合物都是由铋和钆组成的阳离子,它们的净电荷都是+3。

这两种化合物的掺杂降低了紫外线的透射。研究人员总结说:“吸收的紫外光子的宽带向下转移和可见光子的再发射,可用于太阳能电池的转换,增强了这一点。这些成分变化的复合效果覆盖玻璃,从而能够提高效率和延长光伏组件的寿命。”

至于光伏玻璃的机械性能,研究小组指出,需要制造更薄的玻璃,增强坚固性,这将确保减少面板的重量和成本。根据报告,玻璃强度是一种外在性质,主要取决于玻璃的表面而不是它的体积。

研究人员指出,3毫米通常被认为是最小厚度,而2毫米或更薄的钢化玻璃也可以通过改进工艺实现,可将辊替换为炉中的气浮系统

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