{:قبل} لقد تم استخدام أغشية الطبقات البينية من البولي فينيل بوتيرال (PVB) منذ فترة طويلة في تطبيقات الزجاج الرقائقي، خاصة في قطاعي السيارات والمعمار، بسبب التصاقها الممتاز، ووضوحها البصري، ومقاومتها للصدمات. ومع ذلك، مع ظهور الخلايا الكهروضوئية المدمجة في البناء (BIPV) وتصميمات وحدات الطاقة الشمسية المتقدمة، ظهرت نسخة متخصصة من هذه المادة - فيلم الطبقة البينية PVB من الدرجة الكهروضوئية - برز كعنصر حاسم في تغليف الزجاج الشمسي.
في حين أن كلا من أفلام PVB القياسية والضوئية (PV) تشترك في هياكل كيميائية مماثلة، إلا أنها تم تصميمها وتحسينها لتلبية متطلبات أداء مختلفة تمامًا.
1. الأهداف الوظيفية
● أفلام PVB القياسية:
تم تصميم PVB القياسي في المقام الأول للزجاج الآمن، ويتم استخدامه في الزجاج الرقائقي لتثبيت أجزاء الزجاج المكسورة معًا في حالة الكسر. وتشمل التطبيقات الشائعة الزجاج الأمامي للسيارات وواجهات المباني.
● أفلام PVB من النوع الكهروضوئي:
من ناحية أخرى، تم تصميم أفلام PVB من الدرجة الكهروضوئية لتغليف الوحدات الشمسية، حيث تخدم أدوارًا مزدوجة: حماية الخلايا الكهروضوئية والمساهمة في أداء الوحدة وكفاءتها على المدى الطويل.
2. المتانة ومقاومة الطقس
● PVB القياسي:
تم تصميم الأفلام القياسية لتحمل التغيرات النموذجية في درجات الحرارة والرطوبة في البيئات الخارجية أو السيارات ولكنها قد تتحلل تحت الأشعة فوق البنفسجية الطويلة أو في البيئات شديدة الحموضة/القلوية.
● PV الصف PVB:
تم تصميم الأفلام ذات الدرجة الكهروضوئية خصيصًا لتوفير متانة استثنائية في الظروف الخارجية القاسية لأكثر من 25 عامًا. يعرضون:
مقاومة فائقة للأشعة فوق البنفسجية
تعزيز الاستقرار المائي
تحسين القدرة على التحمل أثناء ركوب الدراجات في درجات الحرارة
مقاومة التصفيح والاصفرار
تعتبر هذه الخصائص ضرورية للحفاظ على الوضوح البصري والسلامة الميكانيكية طوال عمر الوحدة.
3. الخصائص البصرية
تتطلب الوحدات الكهروضوئية الحد الأقصى من نقل الضوء لتحسين إنتاج الطاقة.
● PVB القياسي:
يسمح PVB القياسي عادةً بنفاذية عالية للضوء (80-85٪) ولكن قد يحتوي على ضباب طفيف أو شوائب داخلية تقلل من فعاليته في تطبيقات الطاقة الشمسية.
● PV الصف PVB:
تم تصميم أفلام PVB من الدرجة الكهروضوئية لتحقيق شفافية تزيد عن 90-92%، مع مستويات ضباب منخفضة للغاية (<1%). تعمل التركيبات المتقدمة على تحسين نفاذية الضوء المرئي وتقليل خسائر التشتت، مما يزيد من الطاقة الشمسية التي تصل إلى الخلايا الكهروضوئية.
4. أداء الالتصاق
يعد الالتصاق القوي ضروريًا لربط الطبقات الزجاجية والخلايا الشمسية معًا في بنية مستقرة.
● PVB القياسي:
على الرغم من كونها جيدة في الالتصاق بالزجاج في تطبيقات الزجاج الآمن، إلا أن PVB القياسي قد لا يحافظ على التصاق ثابت في ظل ظروف الحرارة الرطبة الطويلة.
● PV الصف PVB:
يوفر PVB من الدرجة الكهروضوئية التصاقًا محسنًا لكل من أسطح الخلايا الزجاجية والخلايا الكهروضوئية (على سبيل المثال، السيليكون البلوري أو المواد ذات الأغشية الرقيقة)، حتى بعد التعرض لدورة حرارية واسعة النطاق والرطوبة. إنه يقاوم تكوين الفقاعات وتصفيح الحواف، وهي أوضاع فشل شائعة في التركيبات الكهروضوئية الخارجية.
5. العزل الكهربائي وموثوقية الوحدة
يجب أن تحافظ الوحدات الكهروضوئية أيضًا على العزل الكهربائي لضمان السلامة والأداء.
● PVB القياسي:
لم يتم تصميمها باستخدام العزل الكهربائي كوظيفة أساسية؛ قد تكون الموصلية أو دخول الرطوبة مشكلة في الوحدات الشمسية.
● PV الصف PVB:
تتميز أفلام PV PVB بقوة عازلة عالية ونفاذية منخفضة للرطوبة، وتعمل كحاجز وقائي ضد التدهور المحتمل (PID). تعتبر هذه الخصائص ضرورية لتجنب الدوائر القصيرة والحفاظ على طاقة خرج ثابتة مع مرور الوقت.
6. توافق العملية في التصفيح
تمر الوحدات الكهروضوئية عبر عملية تصفيح الزجاج – الغشاء – الخلية – الغشاء – الزجاج، عادة تحت فراغ عند درجات حرارة عالية.
● PVB القياسي:
على الرغم من قدرتها على التصفيح، إلا أن أفلام PVB القياسية قد لا تؤدي أداءً جيدًا في ظل دورات المعالجة الممتدة ودرجات الحرارة المرتفعة المطلوبة لتغليف الوحدة الكهروضوئية. قد تحدث فقاعات أو ضعف إغلاق الحافة أو تغير اللون.
● PV الصف PVB:
تعرض الأفلام ذات الجودة الكهروضوئية، المُحسّنة خصيصًا لتصفيح الزجاج الشمسي، ما يلي:
نوافذ معالجة أوسع
لزوجة ذوبان مستقرة
جزيئات هلام أقل
سيولة ممتازة وسمك موحد
وهذا يضمن جودة ثابتة للوحدة وتقليل عيوب الإنتاج.
7. التخصيص والوظائف المضافة
يمكن تخصيص أفلام PVB من الدرجة الكهروضوئية لتقنيات وتطبيقات كهروضوئية محددة.
أمثلة:
أفلام PVB مقطوعة بالأشعة فوق البنفسجية لحماية المواد الكهروضوئية الحساسة للأشعة فوق البنفسجية
تشطيبات مضادة للانعكاس أو غير لامعة للحصول على جماليات أفضل في BIPV
أفلام PVB ملونة لدمج الوحدات الكهروضوئية مع واجهات المباني
درجات PVB المقاومة للحريق تتوافق مع قوانين البناء المحلية
نادرًا ما يتم تقديم مثل هذا التخصيص الوظيفي في منتجات PVB القياسية للسيارات أو المعمارية.
8. الشهادات ومعايير الجودة
● PVB القياسي:
يفي بمعايير الزجاج الآمن مثل ANSI Z97.1 أو EN 12543، والتي تركز على سلوك التأثير والتجزئة.
● PV الصف PVB:
يجب أن يتوافق مع الشهادات الكهروضوئية الصارمة مثل:
IEC 61215 (تأهيل التصميم والموافقة على النوع)
IEC 61730 (تأهيل سلامة الوحدة الكهروضوئية)
UL 1703 (معيار الوحدات الكهروضوئية المسطحة)
تضمن هذه الشهادات الأداء طويل الأمد والعزل الكهربائي والموثوقية البيئية.
على الرغم من أنها تشترك في قاعدة كيميائية، إلا أن أفلام الطبقة البينية PVB من النوع الكهروضوئي هي تطور متخصص لتقنية PVB القياسية. لقد تم تصميمها لتلبية الاحتياجات الملحة لأنظمة الطاقة الشمسية، مما يوفر وضوحًا بصريًا محسنًا ومقاومة الطقس والالتصاق والعزل الكهربائي. مع نمو صناعة الطاقة الشمسية - خاصة في تطبيقات BIPV والتطبيقات الكهروضوئية الشفافة - يصبح دور PVB عالي الأداء من الدرجة الكهروضوئية بالغ الأهمية بشكل متزايد.
