Il vetro solare, in quanto componente principale dei moduli fotovoltaici, influisce direttamente sull'efficienza e sulla durata dei pannelli solari attraverso il suo processo di produzione. Questo vetro speciale, con la sua elevata trasmissione luminosa e le eccellenti proprietà fisico-chimiche, è un mezzo chiave per convertire la luce solare in energia elettrica.
Preparazione delle materie prime: il vetro ultra trasparente è la base
Il primo passo nella produzione vetro solare seleziona materie prime di alta qualità, il cui nucleo risiede nella produzione di "vetro ultrachiaro".
- Selezione delle materie prime: Ciò include principalmente sabbia di quarzo, carbonato di sodio e dolomite. Per garantire l'elevata trasmissione luminosa del vetro fotovoltaico, queste materie prime devono essere sottoposte a una rigorosa vagliatura, in particolare la sabbia di quarzo, che richiede una purezza estremamente elevata per garantire un contenuto di ferro molto basso nel vetro finale (tipicamente inferiore allo 0,015%).
- Elaborazione fine: Le materie prime vengono sottoposte a processi di pesatura, miscelazione e macinazione. In genere, le materie prime devono essere macinate in polvere estremamente fine e miscelate accuratamente per garantire una composizione uniforme durante la fusione.
Fusione e Formatura: Qualità della Forgiatura ad Alte Temperature
Dopo la preparazione della materia prima, inizia la fase di fusione e formatura ad alta temperatura, un passaggio cruciale che ne determina la qualità vetro solare .
- Fusione ad alta temperatura: Le materie prime miste vengono immesse in un forno fusorio e fuse in un vetro fuso omogeneo a temperature che raggiungono circa 1500 ℃. Questo processo richiede un rigoroso controllo della temperatura e del tempo per rimuovere bolle d'aria e impurità dal vetro fuso.
- Processo di formazione: Attualmente sul mercato sono presenti due principali processi di formatura del vetro fotovoltaico:
- Vetro laminato ultrachiaro: Utilizzato principalmente nei moduli di celle solari in silicio cristallino. Il vetro fuso viene estruso e formato utilizzando rulli, tipicamente con motivi regolari in rilievo sulla superficie per ridurre la riflessione della luce e aumentare la cattura della luce. Questo processo produce vetro fotovoltaico con una maggiore trasmissione della luce ed è la tecnologia principale sul mercato.
- Vetro float ultra trasparente: Più comunemente utilizzato nei moduli di celle solari a film sottile. Il vetro fuso galleggia sulla superficie dello stagno fuso, sfruttando la tensione superficiale per formare un nastro di vetro liscio con un'elevata finitura superficiale.
- Vetro laminato ultrachiaro: Utilizzato principalmente nei moduli di celle solari in silicio cristallino. Il vetro fuso viene estruso e formato utilizzando rulli, tipicamente con motivi regolari in rilievo sulla superficie per ridurre la riflessione della luce e aumentare la cattura della luce. Questo processo produce vetro fotovoltaico con una maggiore trasmissione della luce ed è la tecnologia principale sul mercato.
Post-elaborazione: ulteriore miglioramento delle prestazioni
Dopo che il vetro grezzo è stato formato, viene sottoposto a una serie di fasi di post-lavorazione per ottenere le proprietà fisiche e chimiche richieste vetro solare .
- Tempra (maggiore resistenza): Per garantire la resistenza agli urti di vetro solare in condizioni climatiche e di installazione estreme, il vetro grezzo viene sottoposto a tempera (tempera termica o semi-tempera). Ciò conferisce al vetro una maggiore resistenza meccanica e stabilità termica, rendendolo meno soggetto a rotture.
- Tecnologia di rivestimento (riduce la riflessione): Per migliorare ulteriormente la trasmissione della luce del vetro fotovoltaico e ridurre la perdita di luce dovuta alla riflessione sulla superficie del vetro, viene applicato un rivestimento per formare un rivestimento antiriflesso. Questa pellicola sottile può aumentare la trasmissione della luce del vetro fino a oltre il 91,5%.
- Taglio e Rifilatura: Infine, l'elaborato vetro solare viene sottoposto a tagli e rifilature ad alta precisione in base alle dimensioni richieste dei moduli fotovoltaici, garantendo il rispetto dei requisiti di incapsulamento.
La fabbricazione di vetro solare è un processo ingegneristico complesso, multidisciplinare e altamente preciso. Dalla selezione delle materie prime alla fusione ad alta temperatura, fino ai precisi processi di tempra e rivestimento, ogni passo mira a migliorare l'efficienza della produzione di energia e l'affidabilità a lungo termine dei moduli fotovoltaici. Con la continua crescita della domanda globale di energia rinnovabile, il vetro fotovoltaico, in quanto materiale chiave, continuerà a innovare nella sua tecnologia di produzione, contribuendo alla divulgazione dell'energia verde.
