光电玻璃与幕墙技术及其结合

光电玻璃与幕墙技术及其结合

摘要：本文主要论述了太阳能光电玻璃、幕墙技术及其结合形成的光电幕墙玻璃。

关键字：太阳能光电玻璃、幕墙技术、光电幕墙玻璃。

地球上每平方米土地每年所获得的太阳直射光和斜射光平均为1000kW·h，在能源紧缺的今天，怎样才能有效利用太阳赋予我们的宝贵财富呢？早在1883 前，人们就发现了利用光照使浸入电解液的锌电板产生电流。到了1954 年，美国研究人员使用元素硅取得巨大成就，光电模板首先被用在宇宙航行上。现在，国家大力建设节约型社会，提倡各个行业的节能减排，人们越来越关注健康环保，绿色环境意识日益增强；所以，太阳能———人类所能利用的最洁净，无污染的自然能源之一，自然的进入了我们生活的各个部分。随着城市的发展，一栋栋高楼大厦十分的壮观，不过怎样才能让其在高大的形状上发挥节能、环保的作用呢？这又成为了一个十分有意义的话题。

一、太阳能光电玻璃

1、定义

顾名思义太阳能光电玻璃就是光能、电能和玻璃的有机结合体，利用电能使玻璃兼具光亮和通透性。光电玻璃作为一种新型的环保节能材料，广泛适用于各种工程，大型建筑、室内装潢设计、娱乐场所、户外广告展示应用等方面。

光电玻璃由低铁玻璃、太阳能光电模块、背面玻璃、特殊金属导线、EVA胶等组成，它是用一片低铁玻璃和背面玻璃通过EVA胶片的作用把太阳能光电模块密封在两片玻璃的中间，是一种最新颖的建筑用高科技玻璃产品。采用低铁玻璃覆盖在太阳能光电模块上，以确保有更好的光线透过率，产生更多的电能。经过钢化处理的低铁玻璃具有更高的强度，可以承受更大的风压及较大的昼夜温差变化。EVA的使用增强了太阳能光电模块的安全性，同时也不会降低太阳能光电模块的功效。（注：EVA是一种聚烯烃塑料）

2、介绍

光伏玻璃是一种通过层压入太阳电池，能够利用太阳辐射发电，并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。它有着美观、透光可控、节能发电且它不

需燃料，不产生废气，无余热，无废渣，无噪音污染的优点，应用非常广泛，如：太阳能智能窗，太阳能凉亭和光伏玻璃建筑顶棚，以及光伏玻璃幕墙等等。光伏玻璃可分为晶体硅光伏玻璃和薄膜光伏玻璃两大类，其中幕墙最常用的是晶体硅类。按特性又分单晶硅、多晶硅和无定型硅电池三类，其物理性能不同，外表形状、颜色、太阳能电池转化效率也有很大的差别。可以根据不同的建筑效果和想要实现电能转化量的要求来选择不同的太阳能电池板。其中一种光伏玻璃是由玻璃－PVB（EVA）胶膜－太阳电池－PVB（EVA）胶膜－玻璃共5层组成，类似于建筑上常用的夹胶玻璃，具有很好的安全性。可以通过控制双面玻璃之间的电池间隙和边缘空隙，来制成5%～80%透光率的光伏玻璃。中空光伏玻璃是将中空玻璃的外层玻璃替换成双玻夹胶光伏组件，在生产工艺上比双玻夹胶光伏组件多一些合成中空的步骤。并无本质区别。由于晶体硅光伏组件在高温时的发电效率会下降一些，因此中空光伏组玻璃一般在非高温地区使用较多。薄膜光伏玻璃的特点是重量轻、厚度薄、可弯曲、易携带，弱光性好，在早晚光线弱的情况下，发电效果优于单晶硅电池，但并没有传统硅晶电池转化效率高。

3、光电玻璃分类

光电玻璃主要分为四大产品

1.LED点阵光电玻璃系列

无论是规整的矩阵，还是满天的星光。色彩随心而定，变化层出不穷。产品还用於标志、隔断、顶棚、内外墙面，艺术效果更为丰实。

2.LED视频显示玻璃系列

LED视频玻璃是采用独特的创新技术将LED光源复合嵌入玻璃内，使电光技术和传统玻璃融为一体，既保留玻璃的透光特性，又能展示动画及各种炫丽的色彩，大大提升了玻璃的应用范围。

3.LED平板照明玻璃系列

LED是世纪新光源，它能够直接将电能转化为光能，且拥有最长达8万小时以上的使用寿命，同时具有省电、环保无汞、体积小反应快速、高耐震、可应用在低温环境、光源具方向性、光害少、色彩饱和度高与色域丰富等优点

4.LED调光玻璃产品系列

使用透明电路，通电後内置LED灯源发光，除光源点外玻璃依然发光。关闭电源後与普通玻璃无异。在室内（或暗处），画面效果清晰绚丽。在强日光下，画面依然清晰可见。无尺寸局限（可按需进行超大尺寸制作）、无形状。

4、发电机理

基于光照射到硅半导体PN 结而产生的光伏效应（Photovoltraic Effect，缩写为PV），它的外形结构有圆形的和方形的两种。这是一种N/P 型光电电池，它的基本材料为P 型单晶硅，厚度在0.4mm 以下，上表面是N 型层，是受光层，它和基体在交界面处形成一个PN 结，在N 型层上面制作金属栅线，作为正面栅状电极（负极），在整个背面也制作金属膜，作为背面金属电极（正极），这样就形成晶体硅光电电池。为了减少光的反射损失，一般在整个表面上再覆盖一层减反射膜。当N 型半导体和P 型半导体紧密接触时，在交界处形成PN 结：N 型半导体的电子和P 型半导体的空穴，都会向对方扩散，从而形成一个内建电场。当光照射到PN 结时，如果光子的能量大于禁带宽度（对硅而言，其数值为1.1ev），满带中的电子就会被激发到导带中去，形成由N 区流向P 区的内光致电流，光致电流使N 和P 区分别积累了负电荷和正电，从而在PN 结上形成附加的电势差，这就是光生伏打效应（PV），如果将PN 结两端与外电路相连，负载便会有电流通过。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。

5、优点

1、遮阳

减少阳光的入射量，具有很好的遮阳效果。

2、环保

光电玻璃是一种具有入射光线减反射作用的新型高科技玻璃组合，它起到减少光污染的作用，同时，增加了光的吸收率，提高了太阳能光电模块的作用，减少温室效应。

3、节能

光电玻璃可以减少室外热量的渗入，也可以减少室内能量的向外辐射和传导量，减少夏季冷气的供应和冬天暖气的补充，起到节能的作用。

4、隔音

光电玻璃是一种采用EVA胶片把太阳能光电模块胶合在中间的建筑用玻璃产品，EVA胶片的应用有效地降低了室外的噪音量，可以降低约30dB。同时光电玻璃自身在运行、产生电能的过程中不产生任何噪音，是一种安静的能量发生器。

5、结构牢固

光电玻璃是一种夹层玻璃，它不但具有利用光线产生电能的作用，同时具有建筑夹层玻璃破碎后不飞溅的优点，是一种安全的建筑用玻璃产品，同时光电玻璃可以承受最大风速：200km/h，工作温度可经受-45℃至+95℃的变化。

6、美化建筑

光电玻璃具有美化建筑装饰效果。可以整面玻璃幕墙和玻璃天棚全部采用光电玻璃，和蓝天白云相映；也可以在透明的玻璃幕墙或玻璃天棚中点缀穿插，构成各种美丽的几何图案。

7、具有良好的透光率

光电玻璃具有良好的透光率（>18%），而半透明型光电玻璃的透光率更可达30%，它克服了一般光电产品的不透明或极低透光率的弱点，使得光电玻璃产品大规模应用于建筑玻璃幕墙和玻璃天棚成为现实。

二、幕墙技术

1、幕墙的定义

幕墙(Curtain Wall)是建筑物的外墙围护，不承重，像幕布一样挂上去，故又称为悬挂墙，是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体，它的自重和所承受的风荷载、地震作用等，通过锚接点以点传递方式传至建筑物主框架。由结构框架与镶嵌板材组成，不承担主体结构载荷与作用的建筑围护结构。

幕墙是利用各种强劲、轻盈、美观的建筑材料取代传统的砖石或窗墙结合的外墙工法，是包围在主结构的外围而使整栋建筑达到美观，多功能而又安全的外墙工法。简言之，是将建筑穿上一件漂亮的外衣。幕墙范围主要包括建筑的外墙、采光顶(罩)和雨篷。

2、幕墙的特征