Mengapa Kaca Panel Surya Bertekstur, Bukan Halus
Daftar Isi
Perhatikan dengan saksama bagian depan modul surya dan kacanya bukanlah lembaran halus seperti yang Anda temukan di jendela. Permukaannya dipenuhi pit tidak beraturan. Kebanyakan orang menganggap ini cacat produksi. Ini adalah salah satu permukaan yang paling cermat direkayasa di seluruh modul.
Material PV · Kaca Modul · oleh Jerry, Ooitech
1. Permukaan yang Dirancang, Bukan Cacat
Gbr. 1: Kaca depan modul di bawah cahaya pantul. Area yang disorot menunjukkan pitting tidak beraturan yang memberikan tampilan khas pada permukaan tersebut. Pola ini disengaja, dan itulah yang mengubah cermin menjadi pengumpul cahaya.
Struktur ini memiliki dua permukaan dengan spesifikasi berbeda. Permukaan luar, yang bersentuhan dengan udara, adalah permukaan bertekstur dengan pit tidak beraturan berskala mikron. Permukaan dalam, yang terikat pada enkapsulan, memiliki pola emboss yang teratur. Bersama-sama keduanya menjadi alasan bagian depan modul terlihat sedikit berkabut alih-alih seperti kaca, dan keduanya ada karena alasan optik.
2. Alasan Pertama: Memangkas Kehilangan Refleksi
Kaca halus berperilaku seperti cermin parsial. Sekitar 8 persen sinar matahari yang tiba di permukaan yang dipoles dipantulkan langsung kembali ke langit dan tidak pernah mencapai sel. Pada modul, itu berarti 8 persen energi yang Anda bayar untuk dihasilkan, hilang di lapisan terluar sebelum hal lain terjadi.
Permukaan luar bertekstur memecah hal itu. Tonjolan berskala mikron menghamburkan berkas yang datang sehingga cahaya yang tiba pada sudut dangkal diarahkan ulang alih-alih dipantulkan menjauh, dan sebagian dibelokkan ke dalam sel, bukan menjauhinya. Mekanisme yang sama memperpanjang jalur optik di dalam modul, yang memberi silikon lebih banyak kesempatan untuk menyerap apa yang sudah masuk.
Gbr. 2: Tampilan dekat permukaan kaca. Pada skala ini pitting terurai menjadi pola mikro yang padat dan teratur. Penghamburan dan transmisi keduanya bergantung pada geometri fitur-fitur ini, itulah sebabnya pola ditentukan secara spesifik alih-alih dibiarkan kebetulan.
3. Alasan Kedua: Menyebarkan Cahaya ke Seluruh Sel
Tugas kedua adalah keseragaman. Jika cahaya tiba tidak merata, sebagian wilayah sel bekerja lebih keras daripada yang lain dan modul beroperasi di bawah jumlah bagian-bagiannya. Kombinasi permukaan luar bertekstur dan permukaan dalam berpola menyebarkan cahaya yang datang lebih merata ke seluruh permukaan sel, sehingga area yang diterangi digunakan lebih lengkap dan efisiensi konversi meningkat.
Ini lebih penting daripada kedengarannya pada format multi-cut dan shingled, di mana sel dibagi menjadi potongan-potongan lebih kecil. Penerangan yang tidak merata berinteraksi dengan cara potongan-potongan itu saling terhubung, dan alasan modul multi-cut berperilaku berbeda di bawah naungan sebagian dibahas dalam analisis ketahanan naungan multi-cut.
4. Alasan Ketiga: Cahaya yang Tiba pada Sudut Tertentu
Sinar matahari tegak lurus terhadap modul hanya selama sebagian kecil hari. Pada pagi hari, sore hari, dan sepanjang musim dingin, cahaya tiba pada sudut yang jelas, dan di situlah permukaan beremboss membedakan dirinya dari permukaan datar.
Seiring bertambahnya sudut datang, transmisi kaca beremboss meningkat relatif terhadap kaca halus alih-alih menurun setajam itu. Secara praktis, modul memulihkan kinerja pada waktu-waktu dalam sehari dan sepanjang tahun ketika permukaan datar akan kehilangannya. Karena modul menghabiskan sebagian besar masa pakainya di luar iradiasi tegak lurus puncak, ini bukan efek marginal.
5. Bagaimana Pit Sebenarnya Dibuat
Dua proses menghasilkan dua permukaan.
| Permukaan | Proses | Struktur yang dihasilkan |
|---|---|---|
| Dalam (sisi enkapsulan) | Calendering saat kaca meninggalkan tungku: pita leleh melewati roller, salah satunya membawa pola timbul presisi yang ditekan ke permukaan setengah leleh | Susunan teratur bentuk yang terdefinisi, umumnya pola piramida, frustum heksagonal, dan frustum segi empat |
| Luar (sisi udara) | Etsa kimia untuk menciptakan pit acak, diikuti lapisan anti-reflektif berskala nano — beberapa produk anti-silau membentuk permukaan luar dengan calendering sebagai gantinya | Tekstur mikron tidak beraturan di bawah lapisan anti-reflektif berpori |
Pola dalam bersifat deterministik: geometri roller dipindahkan ke kaca, sehingga bentuk dan jarak pit ditentukan oleh perkakas, bukan kebetulan. Permukaan luar sengaja dibuat acak, karena tekstur acak menghamburkan secara luas alih-alih mendifraksi ke arah tertentu. Di atas tekstur luar itu terdapat lapisan anti-reflektif, biasanya berbasis silika berpori, yang menggunakan struktur pori terkendali untuk mengurangi refleksi lebih lanjut dan meningkatkan transmisi.
Gbr. 3: Pola emboss pada kaca secara detail. Karena dipindahkan dari roller berpola, geometrinya dapat diulang dari lembar ke lembar — itulah yang memungkinkan spesifikasi kaca menyatakan suatu pola alih-alih kekasaran.
6. Trik yang Sama di Bagian Lain Modul
Setelah Anda tahu apa yang harus dicari, prinsip desain yang sama muncul di beberapa tempat.
- Backsheet kaca ganda. Kaca belakang modul kaca ganda memiliki perlakuan permukaan yang sebanding, untuk alasan yang sama: cahaya yang mencapai bagian belakang modul bifacial harus dimasukkan, bukan dipantulkan.
- Modul fleksibel dan lipat. Panel portabel dan lipat menggunakan tekstur permukaan berpit pada lembar depannya untuk mendapatkan efek penghamburan serupa tanpa kaca kaku.
- Lembar depan ETFE. Lembaran depan fluoropolimer dipasok dengan permukaan matte yang memainkan peran anti-reflektif yang sama pada modul ringan.
- Film pasivasi depan. Fungsi optik dan pasivasi juga digabungkan pada tingkat sel, seperti pada kasus film depan TOPCon SiNx, di mana pilihan film secara langsung memengaruhi watt modul.
7. Apa yang Perlu Diperiksa Saat Anda Menentukan Spesifikasi Kaca Modul
Karena manfaat optik berasal dari permukaan, bukan dari massanya, spesifikasi kaca yang hanya mencantumkan ketebalan dan tempering tidaklah lengkap. Lima atribut menentukan performanya.
| Atribut | Mengapa ini penting |
|---|---|
| Kandungan besi | Kaca rendah besi meningkatkan transmisi dasar. Kaca float biasa menyerap pada rentang tampak dan merugikan daya Anda sebelum perlakuan permukaan apa pun diterapkan. |
| Tekstur luar | Menentukan perilaku refleksi dan hamburan, dan karenanya seberapa banyak cahaya datang yang mencapai sel. |
| Pola emboss bagian dalam | Memengaruhi distribusi cahaya di seluruh sel dan perilaku laminasi. Geometri pola ditransfer dari perkakas, sehingga dapat direproduksi dan harus ditentukan dalam spesifikasi. |
| Lapisan anti-reflektif | Memberikan peningkatan transmisi terakhir. Daya tahan lapisan sama pentingnya dengan performa awalnya, karena menghadapi cuaca selama 25 tahun. |
| Kualitas tempering | Bersifat struktural, bukan optik, tetapi kaca yang gagal secara mekanis akan menghilangkan performa optiknya juga. Lihat cara mengetahui apakah keretakan kaca semi-tempered merupakan pecah spontan. |
Ooitech memasok kaca modul bersama seluruh bill of materials lainnya, termasuk film enkapsulan EVA, POE dan EPE, ribbon, sealant, dan frame, yang berarti kaca dan enkapsulan dapat dicocokkan alih-alih dipasok secara terpisah. Spesifikasi kaca itu sendiri diuraikan di halaman produk kaca suryakami, dan bill of materials lengkapnya dirinci dalam material utama modul panel surya.
FAQ
Apakah permukaan kasar kaca panel surya merupakan cacat?
Tidak. Itu adalah struktur optik yang dirancang. Sisi luar adalah permukaan bertekstur dengan lubang-lubang kecil berskala mikron yang tidak beraturan dan sisi dalam memiliki pola emboss yang teratur. Keduanya ditentukan untuk meningkatkan jumlah cahaya yang mencapai sel alih-alih dipantulkan menjauh.
Berapa banyak cahaya yang dipantulkan kaca halus?
Permukaan kaca yang dipoles memantulkan sekitar 8 persen sinar matahari yang datang. Pada modul, kehilangan itu terjadi pada lapisan terluar, sebelum cahaya mencapai sel, itulah sebabnya begitu banyak upaya rekayasa difokuskan pada permukaan alih-alih massa kaca.
Bagaimana permukaan dalam yang berpola diproduksi?
Dengan calendering. Saat pita kaca meninggalkan tungku, pita itu melewati roller dan salah satunya membawa pola timbul presisi yang ditekan ke permukaan yang masih setengah meleleh. Geometri yang umum adalah susunan piramida, frustum heksagonal, dan frustum segi empat. Karena pola berasal dari roller, pola tersebut dapat diulang dari lembar ke lembar.
Terbuat dari apa lapisan anti-reflektif itu?
Biasanya lapisan berbasis silika berpori yang dideposisikan setelah permukaan luar dietsa. Struktur porinya inilah yang mengurangi refleksi, sehingga baik material maupun geometri porinya penting. Daya tahan terhadap UV, kelembapan, dan siklus termal sama pentingnya dengan peningkatan transmisi awalnya.
Apakah tekstur membantu di musim dingin dan pada sudut matahari rendah?
Ya, dan itu salah satu argumennya yang lebih kuat. Pada sudut datang yang besar, kaca beremboss mentransmisikan secara proporsional lebih baik daripada kaca halus, sehingga modul bertahan lebih baik pada pagi hari, sore hari, dan sepanjang bulan-bulan musim dingin ketika cahaya jarang datang tegak lurus terhadap permukaan.
Apakah modul bifacial dan fleksibel menggunakan pendekatan yang sama?
Ya. Modul kaca ganda menerapkan perlakuan serupa pada kaca belakang agar cahaya yang mencapai bagian belakang dapat masuk. Modul fleksibel dan lipat menggunakan tekstur depan berlubang, dan lembaran depan ETFE dipasok dengan permukaan matte yang melayani tujuan anti-reflektif yang sama tanpa kaca kaku.
Pemikiran Akhir
Permukaan berlubang pada kaca modul adalah pengingat baik bahwa dalam pembuatan modul, keuntungan termurah sering kali bersifat optik alih-alih elektrik. Memantulkan 8 persen cahaya yang masuk menjauh tidak memerlukan biaya untuk diperbaiki pada tahap spesifikasi kaca dan tidak dapat dipulihkan di mana pun di hilir. Saat Anda menentukan spesifikasi kaca, nyatakan kandungan besi, tekstur luar, pola dalam, lapisan anti-reflektif, dan tingkat tempering secara bersamaan, dan cocokkan enkapsulan dengannya alih-alih membeli keduanya secara terpisah. Jika Anda sedang menyusun bill of materials untuk lini baru, kirimkan kepada kami format modul dan kaca yang sedang Anda pertimbangkan, dan kami akan memberi tahu Anda apa yang harus dicakup dalam spesifikasi optik.
