EXXOSQEL GmbH та Центр фотоелектрики на кремнії Fraunhofer CSP розробили фотоелектричний модуль типу «скло-скло». Передня та задня панелі модуля мають товщину 1 мм кожна. Про це повідомляє Fraunhofer CSP.
Для зміцнення тонкого скла розробники застосували реактивне покриття. Воно компенсує нижчу механічну міцність і жорсткість скла. Команда розглядає таку конструкцію для полегшених сонячних модулів, зокрема для інтегрованої в будівлі фотовольтаїки (BIPV).
Зменшення товщини скла скорочує використання матеріалу та масу модуля. Це також може знизити витрати на транспортування та монтаж. Водночас тонше скло має меншу механічну міцність і сильніше прогинається.
Переднє скло має захищати компоненти модуля під час граду та інших екстремальних погодних явищ. Тому розробникам потрібно поєднати малу товщину скла з достатньою механічною стійкістю.
Fraunhofer CSP і EXXOSQEL виготовили прототип скло-скло модуля розміром 300 × 200 мм. Товщина переднього та заднього скла становить 1 мм.
У модулі використали стандартні герметизувальні матеріали. Також команда послідовно з'єднала четвертинки двосторонніх фотоелектричних елементів M6 PERC із дев'ятьма струмозбірними шинами. Кожна четвертинка елемента забезпечує потужність приблизно 1,58 Вт.
Ключовим елементом розробки стало багатокомпонентне реактивне покриття EXXOSQEL. Його наносять безпосередньо на поверхню скла.
Покриття реагує з гідроксильними групами на поверхні скла. Під час охолодження та гарячого формування на склі виникають мікротріщини. Покриття утворює ковалентні зв'язки зі скляною матрицею та перекриває проміжки в мікротріщинах. Це підвищує міцність поверхні.
Розробники узгодили оптичні властивості покриття з характеристиками скла. Так вони прагнули зменшити втрати світлопропускання та вплив покриття на ефективність модуля.
Для виготовлення прототипу команда адаптувала виробничий процес до надтонкого скла. Модуль виготовили на стандартному ламінаторі для фотоелектричних модулів. Фахівці змінили температуру, тиск і конфігурацію обладнання, пояснив керівник проєкту Fraunhofer CSP Рінго Кепге (Ringo Köpge).
Прототип має розмір приблизно з аркуш формату A4. Наступні випробування мають показати, чи збереже конструкція необхідну механічну стійкість у повнорозмірних модулях під час ударів граду.
За оцінкою генерального директора EXXOSQEL Томаса К. Зауера (Thomas C. Sauer), використання тоншого скла може зменшити масу модуля до 40%. Також виробники потенційно можуть скоротити споживання енергії та викиди CO₂, пов'язані з використанням матеріалів.
За його словами, виробники можуть інтегрувати нанесення покриття в наявні процеси виробництва або обробки скла.
На наступному етапі команда планує перенести технологію на повнорозмірні модулі та провести випробування на стійкість до граду. Серед можливих напрямів застосування розробники називають полегшені модулі, переднє скло з друком та будівельно-інтегровану фотоелектрику.
Читайте також: Schüco інтегрувала фотоелектричні елементи у фасадну систему AF VC