Dễ dàng trang bị thêm mặt tiền và tấm pin mặt trời bằng kính siêu mỏng

Dễ dàng trang bị thêm mặt tiền và tấm pin mặt trời bằng kính siêu mỏng

    Dễ dàng trang bị thêm mặt tiền và tấm pin mặt trời bằng kính siêu mỏng
    của Franziska Lehmann, Viện Fraunhofer về Điện tử hữu cơ, Tia điện tử và Công nghệ Plasma


    Ảnh:Public Domain CC0

    solar panel
    Làm sạch mặt tiền bằng kính và lắp đặt năng lượng mặt trời rất tốn kém và tốn thời gian. Bụi bẩn làm giảm năng suất của các mô-đun năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, Viện Fraunhofer về Công nghệ Điện tử Hữu cơ, Tia Electron và Plasma (FEP) hiện đã thành công trong việc ứng dụng oxit titan tinh thể vào kính siêu mỏng bằng cách sử dụng quy trình cuộn để cuộn, do đó thu được các bề mặt kỵ nước trở nên siêu thấm nước dưới ánh sáng tia cực tím.

    Kết quả ban đầu của buổi giới thiệu này về một số cơ sở nâng cấp truy cập mở của NewSkin sẽ được trình bày tại gian hàng chung của Fraunhofer, số C2-528, trong BAU 2023, ngày 17–22 tháng 4, tại Munich, Đức.

    Vào năm 2021, quang điện chiếm 8,9% tổng lượng điện tiêu thụ ở Đức với công suất phát điện là 50 TWh. Tỷ lệ phần trăm này phải tăng lên để đạt được quá trình chuyển đổi năng lượng bền vững. Bề mặt chống bám bẩn, dễ lau chùi đảm bảo độ trong suốt và sạch sẽ cho mặt tiền, đồng thời sản xuất năng lượng hiệu quả và nhất quán hơn cho năng lượng mặt trời, với chi phí bảo trì thấp hơn.

    Nghiên cứu sinh Valentin Heiser từ FEP giải thích: “Chúng tôi đang tập trung vào tính ưa nước do quang hóa trên các bề mặt ở đây. "Để nâng cao hiệu ứng này, lần đầu tiên chúng tôi áp dụng oxit titan tinh thể cho kính siêu mỏng theo quy trình cuộn. Điều này rất hiệu quả. Kính siêu mỏng và nhẹ sau đó có thể được áp dụng cho mặt tiền hoặc tích hợp trực tiếp vào các mô-đun năng lượng mặt trời như một vật liệu tổng hợp—và thậm chí trên các bề mặt cong."

    Titanium dioxide thay đổi tính ưa nước của nó, tức là tính không thấm nước của nó, khi tiếp xúc với bức xạ UV (ví dụ: kích hoạt bởi ánh sáng mặt trời). Không chiếu xạ, nó kỵ nước, nghĩa là nó tạo thành những giọt nước. Sau khi chiếu xạ, nó siêu thấm nước, hoặc được làm ẩm hoàn toàn. Trong trường hợp ưa nước do quang hóa, bề mặt thay đổi từ kỵ nước sang siêu thấm nước sau khoảng 30 phút chiếu xạ bằng tia UV giống như mặt trời.

    Hydrophilic coatings from the roll—retrofitting facades and solar panels easily with ultra-thin glass


    Lớp phủ không được kích hoạt (kỵ nước) / tạo thành giọt. Ảnh: © Fraunhofer FEP


    Trên các bề mặt có lớp phủ titanium dioxide này, không có hoặc chỉ có rất ít bụi bẩn có thể bám lại. Ví dụ: nếu bụi giao thông, cát hoặc bụi bẩn khác đọng lại trên mặt tiền bằng kính hoặc tấm pin mặt trời, thì nó sẽ bị rửa trôi bởi tính kỵ nước hàng đêm của bề mặt thông qua các hạt mưa kết hạt. Ngoài ra, sự xen kẽ theo chu kỳ của các đặc tính kỵ nước và siêu thấm nước có nghĩa là bụi bẩn không bám vào bề mặt trong ngày.

    Oxit titan được kích hoạt bằng tia UV cũng phân hủy các phân tử hữu cơ trên bề mặt bằng xúc tác quang. Điều này tạo ra các bề mặt kháng khuẩn và vô trùng được đặc biệt quan tâm trong công nghệ y tế hoặc liên quan đến màn hình dẻo.

    Các nhà nghiên cứu tại Fraunhofer FEP hiện đã phát triển các lớp phủ đầu tiên: Cụ thể, một cuộn kính mỏng rộng 30 cm và dài 20 m, với độ dày thủy tinh là 100 micromet, được phủ một lớp oxit titan dày 30–150 nanomet trong một cuộn. -to-roll hệ thống.  Nhà máy thí điểm này để tráng kính mỏng dạng cuộn sang cuộn (Kính FOSA LabX 330 của VON ARDENNE) được đặt tại Fraunhofer FEP.

    Retrofitting facades and solar panels easily with ultra-thin glass


    Lớp phủ sau khi chiếu xạ (đèn UV-Licht 1 giờ) được làm ẩm hoàn toàn. Ảnh: © Fraunhofer FEP


    Một thách thức đối với dự án trưng bày này là kính mỏng là một chất nền rất mới với các yêu cầu xử lý quan trọng, vì nó rất dễ bị vỡ và phản ứng nhạy cảm với các ứng suất nhiệt và cơ học. Thứ hai, titan dioxit chỉ đạt được các đặc tính kỵ nước và ưa nước khi nó ở dạng kết tinh. Đối với điều này, nó đòi hỏi nhiệt độ cao trong quá trình sản xuất. Cho đến nay, các lớp phủ phún xạ với các yêu cầu này không thể được thực hiện trong công nghệ cuộn sang cuộn vì các chất nền thông thường, chẳng hạn như phim, không thể chịu được nhiệt độ cao. Đây là nơi kính mỏng cung cấp một giải pháp thay thế.

    Nhờ công trình này thông qua NewSkin, các nhà khoa học của Fraunhofer FEP hiện đang nghiên cứu kết hợp các đặc tính của titan đioxit và kính mỏng theo cách tối ưu và tiết kiệm chi phí nhằm đưa các sản phẩm sáng tạo ra thị trường cùng với ngành. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Uppsala, một đối tác của NewSkin, đang nghiên cứu chuyển kết quả thậm chí sang màng polyme.

    Trong tương lai, công việc của Fraunhofer FEP cũng sẽ được thực hiện trên các hệ thống lớp có thể được kích hoạt không chỉ bằng tia UV mà còn bằng ánh sáng khả kiến. Ví dụ, việc sản xuất và nhúng các hạt nano hoặc pha tạp với nitơ cũng đang được xem xét.

    Được cung cấp bởi Viện Fraunhofer về Công nghệ Điện tử Hữu cơ, Tia Electron và Plasma

    Zalo
    Hotline