هيدروكسيد الألومنيوم للزجاج الكهروضوئي

ما هو الزجاج الكهروضوئي

تتميز الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري بضعف قوتها الميكانيكية، مما يجعلها عرضة للكسر. وتؤدي الرطوبة والغازات المسببة للتآكل في الهواء إلى أكسدة وتآكل الأقطاب الكهربائية تدريجيًا، مما يجعلها غير قادرة على تحمل الظروف القاسية للعمل في الهواء الطلق. لذلك، تُغلّف الخلايا الشمسية عادةً بزجاج كهروضوئي باستخدام مادة EVA ولوحة خلفية. يحمي الزجاج الكهروضوئي الموجود في الوحدة الكهروضوئية البطارية من تآكل الماء والغاز، ويمنع وصول الأكسجين للتأكسد، كما يتميز بمقاومته لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة، وعزله الجيد، ومقاومته للتقادم. يُعد الزجاج الكهروضوئي نوعًا من زجاج السيليكات منخفض المحتوى من الحديد، ويُعرف أيضًا باسم الزجاج الأبيض المنقوش فائق البياض.

يختلف الزجاج الكهروضوئي المستخدم في خلايا السيليكون البلورية عن الزجاج المصقول. سطحه العلوي مصنوع من جلد الغزال، مما يمنع انعكاس الضوء المباشر على سطح الوحدة. أما سطحه السفلي فهو منقوش، مما يعزز قوة الالتصاق بغشاء EVA.

تشمل المواد الخام الرئيسية للزجاج الكهروضوئي رمل الكوارتز، وكربونات الصوديوم، والحجر الجيري، والدولوميت، ونترات الصوديوم، والميرابيليت، وبيروأنتيمونات الصوديوم، وهيدروكسيد الألومنيوم، وغيرها. يلعب رمل الكوارتز دورًا أساسيًا في تشكيل الشبكة، وعادةً ما يشكل النسبة الأكبر من مكونات الزجاج. أما كربونات الصوديوم، فتُستخدم بشكل رئيسي لتوفير أكسيد الصوديوم، وبالتالي خفض درجة انصهار الزجاج. وتتمثل الوظيفة الرئيسية للحجر الجيري في ضبط لزوجة الزجاج إلى القيمة المناسبة، بحيث يتوافق وقت تشكيل الزجاج مع متطلبات التشكيل. أما الميرابيليت، فيُستخدم بشكل أساسي كعامل تصفية، حيث يُزيل الفقاعات من الزجاج، مما يُحسّن نفاذيته.

نسبة استهلاك المواد الخام للزجاج الكهروضوئي

عملية تحضير الزجاج الكهروضوئي: يُحضّر الزجاج الكهروضوئي عادةً بطريقة الدرفلة، حيث يمكن تقسيم عملية الإنتاج إلى مرحلتين: إنتاج الصفائح الخام والمعالجة المتقدمة. تشمل عملية إنتاج المواد الخام بشكل أساسي الخلط، والصهر، والدرفلة، والتلدين، والتقطيع. عند درجة حرارة تقارب 1100 درجة مئوية، يُدرف الزجاج المنصهر على بكرات الدرفلة ثم يُبرد، حتى يصل إلى سمك وعرض ونمط محددين، بنسبة تمرير تصل إلى 91.5%. بعد ذلك، يُخضع الزجاج لعملية التلدين، مما يمنحه منحنى إجهاد مستقرًا نسبيًا، وقوة معينة، ومقاومة للكسر، ويسهل تقطيعه ومعالجته. تجدر الإشارة إلى أن خطوط إنتاج الزجاج الكهروضوئي المنقوش تختلف عن خطوط إنتاج الزجاج المصقول، فإذا لم يكن الطلب على الزجاج الكهروضوئي كافيًا، يمكن التحويل مباشرةً من خط إنتاج الزجاج المصقول.

عادةً ما تكون عملية المعالجة العميقة عبارة عن طلاء زجاجي أصلي وتقوية، حيث يهدف الطلاء إلى تحسين نفاذية الزجاج الكهروضوئي، بينما تهدف التقوية إلى زيادة الخواص الميكانيكية للزجاج، وبعد التقوية تصبح قوة الانحناء للزجاج العادي من 3 إلى 5 أضعاف، وقوة الصدم من 5 إلى 10 أضعاف، مما يحسن القوة ويحسن السلامة أيضًا.

مخطط عملية تصنيع الزجاج الكهروضوئي

يتطلب أداء الزجاج الكهروضوئي نفاذية ضوئية عالية. عمومًا، تتجاوز نفاذية الضوء في الفولاذ غير المطلي (ضمن نطاق أطوال موجية من 380 نانومتر إلى 1100 نانومتر) عادةً 91%، بينما تصل في الزجاج المطلي بعد معالجته إلى 93.5%. إضافةً إلى ذلك، يجب أن يتمتع الزجاج الكهروضوئي بخصائص معينة من حيث مقاومة العوامل الجوية والخواص الميكانيكية. وفقًا للمعيار GB T 30984.1-2015 الخاص بالزجاج الشمسي - الجزء 1: الزجاج الأبيض الناصع المنقوش، يجب أن يستوفي الحد الأدنى من أداء الزجاج الكهروضوئي المستخدم في الوحدات الكهروضوئية المتطلبات التالية.

صناعة الزجاج الكهروضوئي في الصين

تُعدّ عوائق صناعة الزجاج الكهروضوئي مرتفعة، كما أن تركيزها أعلى، ويتطلب إنتاجها تراكمًا طويل الأمد للخبرة وعملية إنتاج متكاملة، فضلًا عن الحاجة إلى استثمار أولي كبير. إذ يتطلب فرن زجاج كهروضوئي بسعة 900 طن/يوم استثمارًا أوليًا قدره 900 مليون يوان صيني، بينما يتطلب فرن بسعة 550 طنًا استثمارًا أوليًا يتراوح بين 300 و400 مليون يوان. وتتميز الأفران الكبيرة بانخفاض تكلفة تصنيعها مقارنةً بالأفران العادية (انخفاض استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 20%). ونتيجةً لذلك، تتمتع صناعة الزجاج الكهروضوئي بتأثير حجمي واضح، وتتركز معظم تقنيات قلب الصهر في أيدي الشركات الرائدة، بينما تفتقر الشركات الصغيرة والمتوسطة نسبيًا إلى القوة التقنية والاقتصادية اللازمة لبناء أفران بسعة صهر يومية تبلغ 1000 طن.