測量太陽能光伏板的玻璃透射率

測量太陽能光伏板的玻璃透射率

作為一種分布廣泛的可再生資源，太陽能市場在過去十年里取得了快速的發展，小至自動停車計費器的供能、屋頂太陽能板，大至面積廣闊的太陽能發電中心，其應用已經遍及全球。光伏發電碳排放量是化石能源發電的1/10到1/20，是真正的低碳能源，而它也將作為未來中國重要的能源之一，為實現“碳達峰”“碳中和”提供強勁引擎，對社會的可持續發展有重要意義。

對于光伏板制造商而言，高質量的光伏組件也是至關重要的。因為光伏板常被置于室外使用，惡劣的天氣條件會影響其效能，如溫濕度的極端變化，風或是紫外線輻射的影響等都會使太陽能光伏板變形。此外，它還會面臨物理損壞、漏水、電池故障等諸多故障。制造商們需要考慮到這些條件，提供質量更高，壽命更長的太陽能光伏板。

本文中的“太陽能”是指穿透大氣層后直達地球的的近紫外光、可見光和近紅外光，波長范圍在300nm-2500nm。“可見光”指波長范圍在360nm-740nm，人眼可以感知的電磁波。

玻璃

太陽能光伏板中有一系列硅晶體電池，插入頂部玻璃板和塑料背板之間，由鋁框架支撐固定。頂部的玻璃板保護硅晶體電池免受天氣和冰雹或空氣中各類懸浮顆粒的影響。為了提高效能和改善光透射，許多制造商會使用低鐵含量的高透射玻璃，背面刷上抗反射涂層。玻璃通常是高強度鋼化玻璃，厚度為3.0-4.0mm，設計用于抵抗機械載荷和極端溫度變化。在發生事故或嚴重撞擊的情況下，鋼化玻璃也比標準玻璃安全得多，它會破碎成微小的碎片，而不是尖銳的鋸齒狀玻璃碎片。

國際電工委員會（IEC）最低標準沖擊試驗要求：面板能夠承受1英寸（25毫米）直徑冰雹以60英里/小時的速度撞擊。玻璃應該具有高透明度，以充分利用太陽能電池所接收的光。穿過玻璃的光會被透射、吸收或反射。玻璃越厚，越能抵御天氣影響。然而，這往往會使透明度降低。

分光測色計可幫助光伏組件制造商測量玻璃的透明度。柯尼卡美能達CM-5有一個大型透射腔，可測量所有尺寸的玻璃面板。用氙燈產生的光通過積分球擴散和漫射，均勻地照射到被測樣品。穿過樣品的光經過衍射光柵后進行光譜分離，然后不同波長下對應的傳感器對這些分離后的光譜進行接收。僅一秒鐘即可在儀器屏幕或PC軟件Spectramagic NX的上查看光譜數據。

抗反射涂層

通常，玻璃上會涂一層抗反射涂層。涂層有助于減少玻璃反射的光量，增加穿透玻璃的光量，從而使太陽能光伏板具有高轉換率。涂層技術的應用可以降低光反射率，同時保持玻璃的高透明度。一般來說，相比以大角度透過的光線，以小角度透過玻璃的光線反射率更高。在白天，日出和日暮時分的陽光入射角較小。因此，為了優化轉換率，需要在低入射角條件下減少太陽光反射。柯尼卡美能達分光測色計可滿足測量玻璃涂上抗反射涂層前后的光反射率這一需求，幫助客戶評估涂層性能。

上圖是透過率測量案例，使用了分光測色計CM-5和電腦軟件Spectramagic NX，紅線作為標準玻璃數據。對于另一個厚度略有差異的玻璃樣品，也繪制了幾乎相同的光譜曲線（藍線幾乎被紅線包裹）。另外兩個樣品涂有抗反射涂層。在很寬的波長范圍內，兩者都顯示出高于標準的透過率。柯尼卡美能達CM-5在360nm-740nm的波長范圍內均可進行測量。

封裝材料

封裝材料填充了玻璃和太陽能電池之間的空間。該層應保持高透明度。然而，隨著時間的推移，這種聚合物材料可能會因暴露于外部而使得質量降低。它可能會發黃或模糊（透明度降低）。為了開發一種耐用材料，實驗室會使用分光測色計和耐候測試機。耐候測試機創造加速老化氣候條件，以此評估產品的退化情況。當測試樣品變黃時，則使用分光測色計的光譜數據評估樣品的泛黃指數YI（符合ASTM標準）。另外，霧度也是一個需要評估的重要項目。ASTM定義了兩種霧度的測量方法，一種是使用分光測色計，另一種是使用霧度計。

面板外觀

隨著技術的進步，太陽能光伏板的結構也在不斷發展，太陽能光伏板的外觀更加現代化，更能滿足用戶的審美要求。一些面板的電路變得不太明顯，模塊之間的空間也更小，因此表面外觀看起來更為均勻統一。此外，為了搭配屋頂的設計，用戶對光伏板的顏色要求也更多樣化了。柯尼卡美能達的分光測色計在這一環節也可以發揮重要的作用，我們的色差儀有助于設計高質量色彩的產品，并在生產中檢查質量，同樣可用于現場檢查。柯尼卡美能達新一代便攜式分光測色計（如CM-26dG）能充分滿足制造商現場檢查面板的色彩，為光伏板的顏色均勻性保駕護航。

結論

如何實現太陽能電池板的高轉換效率，是太陽能光伏板制造商和組件供應商最關心的問題之一。太陽能電池接收的光量對發電至關重要，因此各層的透明度對轉換效率也很重要。分光測色計是測量透明度的有效工具。快速測量的分光測色計可以提高實驗室和質保領域的操作效率。分析光譜數據時，諸如YI（黃度指數）或Haze（霧度值）一類的指數給出了分析材料質量的附加參數。而分光測色計CM-5集合了所有此類有用數據于一身。以往用戶關注的是太陽能電池板的年發電量，而現在，色彩和外觀也逐漸成為用戶的考量因素。隨著技術的進步，與屋頂和墻壁的外觀相匹配的高質量太陽能光伏板的使用率也在日益遞增。在安裝和維護時，便攜式分光測色計CM-26dG有助于對太陽能光伏板進行現場評估，以檢查色差匹配度。

本文涉及產品

臺式分光測色計CM-5是一種可用于評估不透明、透明和半透明樣品的色彩和外觀的一體化色彩管理系統。其高精度和先進的功能使用戶能夠以更全面、更簡化的流程有效地分析、制定和控制色彩和外觀。CM-5適用于在研發（R&D）和實驗室環境中進行色彩分析。

CM-26dG是一種便攜式分光測色計，配有集成式60°光澤計，可在一臺儀器中進行不同的色彩和外觀測量。CM-26dG實現了優異的精度/儀器兼容性（IIA），這種性能通常只有實驗室級儀器才具備；通過水平橫置設計可以適配狹窄的空間，便于對光滑或有紋理的樣品進行高精度色彩和光澤測量。CM-26dG分光測色計易于現場進行操作。

關于柯尼卡美能達的傳感事業部

柯尼卡美能達傳感事業部專注于“測量色彩的標準”。柯尼卡美能達提供先進的光學技術，以精確測量色彩，提供完整的色彩解決方案。我們的產品致力于研發和生產領域，幫助所有機構以更少的時間損耗，滿足產品質量從而達到運營目標。柯尼卡美能達品牌的核心原則是為客戶創造價值。這是我們開發高質量、高精度產品背后的原始驅動力，也是我們成為色彩測量解決方案技術領導者的根本原因。

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