الزجاج الشمسي TCO ، الزجاج الكامل للاسم الموصل (TCO) ، هو منتج عالي التقنية يعيد بشكل موحد طبقة من فيلم رفيع من الأكسيد الموصل الشفاف على سطح الزجاج المسطح عن طريق طرق الطلاء الفيزيائي أو الكيميائي. أصبحت هذه المادة مكونًا مفتاحًا لا غنى عنه في الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة بسبب خصائصه البصرية والكهربائية الممتازة. مع التطور السريع للصناعة الكهروضوئية ، يستخدم زجاج TCO بشكل متزايد في الخلايا الكهروضوئية وأصبح قوة مهمة في تعزيز تقدم صناعة الكهروضوئية.
تحضير وتكنولوجيا الطلاء من زجاج TCO
تتضمن تكنولوجيا إعداد وطلاء TCO Glass بشكل أساسي طريقتين: الطلاء عبر الإنترنت والطلاء غير المتصلة بالإنترنت. يتبنى الطلاء عبر الإنترنت بشكل أساسي عملية ترسيب البخار الكيميائي ، ويتم وضع عملية الطلاء مباشرة في عملية التبريد لخط إنتاج الزجاج العائم. يتم نقل المواد الخام TCO إلى أعلى اللوحة الزجاجية في شكل غازي وتنتشر على سطح الزجاج عالي الحرارة. بعد الامتزاز ، وتفاعل التحلل الكيميائي ، وإعادة الترسيب ، يتم تصنيع طبقة الفيلم. تتمثل ميزة هذه الطريقة في أن التركيبة الكيميائية وهيكل طبقة الفيلم مستقرة نسبيًا ، ومن السهل تكوين طبقة الانتشار بين الركيزة وطبقة الفيلم ، وطبقة الفيلم قابلة للتكيف ؛ في الوقت نفسه ، تم دمج عملية الطلاء في عملية تشكيل الزجاج ، وكفاءة الإنتاج عالية.
الطلاء غير المتصلة هو تغطية الزجاج بشكل منفصل بعد أن يغادر المصنع ، وعادة ما يستخدم تقنية الثرطاز المغناطيسي في ترسب البخار المادي. تتمثل مزايا هذه الطريقة في أنه من السهل التحكم في معلمات العملية ، ويمكن التحكم في سماكة وتوحيد طبقة الفيلم بدقة ، وهي مرنة للغاية ؛ تم تصميم معدات الطلاء بشكل معياري ، ويمكن تعديل السعة الإنتاجية بسهولة ؛ يتم الحصول على الطبقة المودعة في ظل ظروف الفراغ ، ونقاء طبقة الفيلم عالية. ومع ذلك ، فإن عيوب الطلاء في وضع عدم الاتصال هي أن الجهاز باهظ الثمن ، والعملية معقدة ، والكفاءة منخفضة ، وتكلفة التصنيع الإجمالية مرتفعة.
في عملية إعداد زجاج TCO ، تتوافق تقنيات الطلاء المختلفة مع مواد وعمليات مختلفة. على سبيل المثال ، يستخدم زجاج FTO في الغالب لبطاريات الأغشية الرقيقة ، ويعتمد التصنيع بشكل أساسي طريقة الأمراض القلبية الوعائية عبر الإنترنت. سعر المواد أقل من سعر ITO ، ويمكن إنتاجه بكميات كبيرة بسرعة الإنتاج. يحتوي Azo Glass على نقل الضوء والتوصيل الجيد ، لكن من الصعب إنتاج المنتجات الكبيرة في الوقت الحاضر ، ولا تزال هناك بعض المشكلات في تدفق العملية. لذلك ، لم تصبح عملية سائدة ويتم تصنيعها بشكل أساسي بواسطة طريقة PVD.
أنواع وخصائص مواد TCO
تشمل مواد TCO بشكل أساسي ITO (أكسيد القصدير الإنديوم) ، FTO (أكسيد القصدير المزخرف بالفلور) ، Azo (أكسيد الزنك المزخرف بالألومنيوم) ، وما إلى ذلك. من بينها ، الزجاج المطلي ITO له خصائص النقل العالي ، وطبقة الأفلام الثابتة وموصلية جيدة ، ولكن أداء الحفر بالليزر هو فقير هو الفقراء ، والأسعار المنخفضة. أصبح الزجاج المطلي FTO هو المنتج السائد للخلايا الكهروضوئية الرفيعة للفيلم بسبب انخفاض تكلفته نسبيًا ، وسهولة الحفر بالليزر والأداء البصري المناسب. أصبح Azo Glass تدريجياً اتجاهًا جديدًا للتطوير بسبب مزاياه مثل سهولة توافر المواد الخام والتكلفة المنخفضة وعدم التسمم.
ما هي خصائص أداء الزجاج TCO؟
1. المرسل العالي
التعريف: يحتوي TCO Glass على انتقال مرتفع للغاية في نطاق الضوء المرئي ، وعادةً ما يكون متوسط النقل (T AVG) يزيد عن 80 ٪ ، ويمكن أن تصل بعض المنتجات عالية الأداء إلى أكثر من 90 ٪.
الوظيفة: النقل العالي يعني أن المزيد من أشعة الشمس يمكن أن تخترق الزجاج والوصول إلى طبقة الامتصاص للخلية الشمسية ، وبالتالي تحسين كفاءة توليد الطاقة للخلية الشمسية.
العوامل المؤثرة: يتأثر النقل بمواد الطلاء وسمك الفيلم وتوحيد الفيلم والخصائص البصرية للركيزة الزجاجية.
2. وظيفة مكافحة الانعكاس
التعريف: يحتوي طلاء السطح الزجاجي TCO على خصائص جيدة مضادة للانعكاس ، والتي يمكن أن تقلل من فقدان انعكاس أشعة الشمس على سطح الزجاج ويحسن كفاءة امتصاص الضوء.
الوظيفة: من خلال تحسين مؤشر الانكسار وسمك طبقة الفيلم ، يمكن أن يقلل زجاج TCO بشكل فعال الانعكاس ، مما يتيح المزيد من الضوء للدخول إلى طبقة البطارية ، وبالتالي تحسين كفاءة توليد الطاقة الكلية.
طريقة التنفيذ: عادة ما يتم تحقيق تأثير مكافحة الانعكاس من خلال تصميم الهيكل البصري لطبقة الفيلم (مثل فيلم متعدد الطبقات ، فيلم التدرج).
3. الموصلية العالية
التعريف: يحتوي Glass TCO على توصيل جيد مع الحفاظ على ارتفاع النقل ، وعادة ما تكون مقاومته أقل من 10 ⁻ Ω · سم.
الوظيفة: نظرًا لأن القطب الأمامي للخلايا الشمسية ، يحتاج Glass TCO إلى توفير مسار موصل جيد للتأكد من أنه يمكن إجراء التيار بكفاءة من طبقة البطارية.
العوامل المؤثرة: ترتبط الموصلية ارتباطًا وثيقًا بتكوين المادة ، والسماكة ، والبلورة ، وتركيز المنشطات ، وما إلى ذلك من طبقة الفيلم.
4. خصائص ميكانيكية جيدة
صلابة: تتراوح صلابة Mohs من زجاج TCO عادة بين 6.0 و 6.5 ، ولها مقاومة عالية التآكل ومقاومة للخدش.
القوة: بعد التخفيف ، تم تحسين القوة الميكانيكية لزجاج TCO بشكل كبير ، ويمكن أن تصمد أمام بعض التأثير الخارجي.
الاستقرار الحراري: لا يزال من الممكن أن يحافظ زجاج TCO على الخصائص البصرية والكهربائية الجيدة في بيئة درجات الحرارة العالية ، وهو مناسب لمجموعة متنوعة من بيئات العمل.
5. الاستقرار الكيميائي الجيد
مقاومة التآكل: يظهر زجاج TCO ثباتًا كيميائيًا جيدًا في الحمض والقلويات والرطوبة والبيئات الأخرى ، وليس من السهل تآكله أو الأكسدة.
مقاومة الطقس: أثناء الاستخدام على المدى الطويل ، يمكن لزجاج TCO الحفاظ على استقرار خصائصه البصرية والكهربائية وهو مناسب للاستخدام في الهواء الطويل على المدى الطويل.
6. مقاومة وسمك مربعة قابلة للتعديل
المقاومة المربعة: يمكن ضبط المقاومة المربعة لزجاج TCO وفقًا للاحتياجات المحددة ، وعادةً ما يكون ذلك في حدود 10⁻ ~ 10 ⁻⁴ Ω · cm².
التحكم في السمك: من خلال التحكم في معلمات عملية الطلاء ، يمكن التحكم في سماكة الفيلم بدقة لتلبية احتياجات سيناريوهات التطبيق المختلفة.
7
القطع والحفر: تتمتع TCO Glass بآلات جيدة ، وسهلة القطع والحفر والليزر ، وهي مناسبة للإنتاج على نطاق واسع.
التوافق: تتمتع TCO Glass بتوافق جيد مع مجموعة متنوعة من مواد التغليف (مثل EVA ، Glass Glue) ، والتي من السهل الاندماج في الوحدات النمطية الضوئية.
8. حماية البيئة والاستدامة
حماية البيئة المادية: بعض مواد TCO (مثل AZO) غير سامة وغير ملوثة ، والتي تتماشى مع اتجاه التصنيع الأخضر.
قابلية إعادة التدوير: بعد عمر خدمة Glass TCO ، يمكن إعادة تدوير كل من طبقة الأفلام والركيزة الزجاجية لتقليل نفايات الموارد.
مناطق التطبيق في زجاج TCO
1. الحقل الكهروضوئي
Glass TCO هو واحد من المواد الأساسية للخلايا الشمسية الرقيقة من الأفلام (مثل السيليكون غير المتبلور ، تيلورايد الكادميوم ، البيروفسكايت ، إلخ). بصفته القطب الأمامي للبطارية ، فهو مسؤول عن جمع النقل الضوئي ونقله. إن النقل العالي والمقاومة المنخفضة يجعلها مكونًا رئيسيًا لتحسين كفاءة الخلايا الشمسية.
2. بناء توفير الطاقة
TCO glass can be used for energy-saving glass in buildings, such as low-emissivity (Low-E) glass and smart color-changing glass. يمكن أن يقلل بشكل فعال من فقدان الحرارة للإشعاع الشمسي وتحسين كفاءة الطاقة في المباني مع الحفاظ على أداء الإضاءة الجيد.
3. عرض اللوحة المسطحة
في حقل شاشات اللوحة المسطحة ، يستخدم زجاج TCO (وخاصة زجاج ITO) على نطاق واسع في أقطاب شاشات الكريستال السائل (LCDs) وشاشات الكهرباء (ELDS). الموصلية العالية والشفافية تجعلها مادة مهمة لأجهزة العرض.
4. الزجاج الذكي
يمكن استخدام زجاج TCO للزجاج الذكي المتغير للألوان وزجاج التدريع الكهرومغناطيسي. من خلال ضبط الخصائص البصرية لطبقة الفيلم ، يمكن للزجاج الذكي تعديل الشفافية تلقائيًا في ظروف إضاءة مختلفة لتحقيق وظائف توفير الطاقة وحماية الخصوصية.
5. نوافذ لتوفير الطاقة
يلعب TCO Glass دورًا مهمًا في نوافذ توفير الطاقة الموفرة للحرارة. يمكن أن يقلل بشكل فعال من فرق درجة الحرارة بين داخل وخارج المبنى ، ويقلل من استهلاك طاقة تكييف الهواء ، ويحسن الراحة وكفاءة الطاقة في المبنى.
6. زجاج مضاد للطفر ساخن
يمكن استخدام زجاج TCO للزجاج المضاد للطفر. من خلال تطبيق الجهد على سطح الزجاج ، يمكن تسخين سطح الزجاج بسرعة ويمكن تحقيق وظائف مضادة للطفر. يستخدم على نطاق واسع في السيارات والسفن والمباني وغيرها من الحقول.
7. نوافذ التدريع الكهرومغناطيسي
يحتوي TCO Glass على أداء التدريع الكهرومغناطيسي الجيد ويمكن استخدامه لنوافذ التدريع الكهرومغناطيسية لمنع تأثير التداخل الكهرومغناطيسي على المعدات الإلكترونية. إنه مناسب للحقول الحساسة للغاية مثل معدات الاتصالات والمعدات الطبية.
8. أجهزة استشعار الغاز
يمكن أيضًا استخدام Glass TCO كمستشعرات للغاز في بعض التطبيقات الخاصة للكشف عن تركيزات الغاز ، كما هو الحال في المراقبة البيئية والسلامة الصناعية.
9. لمس الشاشات
يستخدم TCO Glass على نطاق واسع في تقنية الشاشة التي تعمل باللمس ، مثل لوحات اللمس للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، بسبب شفافيةها العالية والموصلية.
10. إضاءة OLED
يحتوي TCO Glass أيضًا على تطبيقات مهمة في إضاءة OLED ، وشفافية عالية ومقاومة منخفضة تجعلها مادة موصلة مثالية لأجهزة OLED.
11. إلكترونيات شفافة
يستخدم Glass على نطاق واسع أيضًا في إلكترونيات شفافة ، مثل العروض الشفافة والخلايا الشمسية وألواح اللمس ، وتلبية الاحتياجات المزدوجة للشفافية والتوصيل للأجهزة الإلكترونية الحديثة.
12. شاشات السيارات
يعد TCO Glass مهمًا أيضًا في شاشات السيارات ، مثل مرايا الرؤية الخلفية ولوحات المعلومات وعروض الرأس. مع تعميم السيارات الكهربائية ، سيزداد الطلب على السوق.
مع التطور السريع لصناعة الكهروضوئية ، نما الطلب على السوق على Glass TCO بسرعة ، ليصبح منتجًا زجاجيًا مغلفًا بالتكنولوجيا الفائقة. من المتوقع أن يستمر سوق Global TCO Glass في النمو في السنوات القليلة المقبلة ، وخاصة في مجالات الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة وبناء الحفاظ على الطاقة.
كمواد رئيسية في صناعة الكهروضوئية ، اجتذبت أداء وتطبيقات تطبيق TCO Glass الكثير من الاهتمام. مع التقدم المستمر للتكنولوجيا ونمو الطلب في السوق ، سيلعب TCO Glass دورًا مهمًا في المزيد من الحقول ذات التقنية العالية ويحقق حيوية جديدة في تطوير صناعة الكهروضوئية.
