Solar Windows에서 향상된 조명 관리를위한 코팅 개발

Solar Windows의 Light Management 과학

태양 창문은 건물에 의하여 통합된 광전지 (BIPV)에서 돌파구를 대표합니다, 자연 일광을 보존하는 동안 전기를 생성하기 위하여 정규적인 유리제 표면을 가능하게 합니다. 도전은 태양 스펙트럼을 통제하기 위하여 속합니다: 눈에 보이는 빛 (400-700 nm)는 조명을 위해 통과해야 합니다, 가까운 적외선 (NIR) 및 자외선 (UV) 파장은 일광에 조금 공헌하고 그러나 가열과 물자 degradation를 일으키는 원인이 되는 그러나, 햇빛을 가진 에너지 절약을 증가하는. 효과적인 빛 관리는 광전지의 특정한 빛에 의하여, 또는 광전지 효율성 증가하는 것을 통해 달성됩니다.

핵심 코팅 기술

반대로 반사 코팅

이 코팅은 표면 반사를 감소시키고, 창을 입력하기 위하여 빛을 더 허용하는 (AR) 코팅을 감소시킵니다. 태양 창을 위해, 이것은 더 높은 눈에 보이는 투과율을 의미하고 광전지 층을 도달하는 광 플럭스를 증가합니다. 표준 AR 코팅은 실리콘 질화물 또는 마그네슘 불화물과 같은 물자의 분기 파 방해 층을 이용합니다. 최근 진보는 전체 눈에 보이는 스펙트럼의 맞은편에 광대역 반대로 부전을 제공하는 nanostructured 몸 본을 채택합니다. 이 코팅은 빛의 비교를 위해, 태양 광선과 비교한 28%를 개량하기 위하여 광선을, 직접적으로 개량할 수 있습니다.

Spectrally 선택적인 코팅

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낮은 배출 (Low-E) 코팅

이 코팅은 열 절연제를 위한 에너지 효율적인 창에서 이미 일반적입니다. 태양 창에서는, 그들은 이중 역할을 합니다: 실내와 외부 사이 광선 열전달을 감소시키고, 태양 열 이익 계수 (SHGC)를 관리하는 태양 열 이익 계수를 관리하는. 연약한 코타 저 E 층은, 일반적으로 은 근거한, sputtering를 통해 증착되고 눈에 보이는 광선 전송을 허용하는 동안 긴 파 적외선을 반영하기 위하여 조정될 수 있습니다. 광전지 층과 결합될 때, 이 코팅은 태양 광 패널에서 열을 방지하고, 태양 에너지 구획을 개량하는 태양 에너지 구획에서 열을 방지합니다.

광전지 코팅

광전지 (PV) 코팅은 창 표면에 전기로 햇빛을 직접 변환합니다. 이 코팅은 일반적으로 변형 실리콘, 캐드롬튬 신형, 구리 인듐 세렌드 (CIGS)과 같은 얇은 필름 기술을 기반으로합니다. 이 코팅 솔루션에는 유기 광전지 (OPV), 염료 감지 태양 전지 (DSSC) 및 퍼브로 틱 박막이 포함됩니다. 특히, 퍼브로 틱 코팅은 광전지 (OPV), 반도체 및 반도체 공정에 대한 반사율이 20%를 초과하는 반면, 광전지 (IPV)는 광전지 (IPV)의 반사율이 20%를 초과하는 반면, 광전지의 반사율은 광전지의 20%를 초과하는 반면에 대비하여 광전지의 반사율이 증가합니다.

코팅 개발의 최근 혁신

Nanostructured 다중층 디자인

나노 기술은 구성 및 파괴적인 방해를 통해 빛을 조작하는 정밀 제어 두께 (10-200 nm)와 다중층 코팅의 생성을 가능하게했습니다. 원자 층 증착 (ALD) 또는 자석론 스퍼터링을 사용하여 연구원은 복잡한 스펙트럼 응답을 달성하기 위해 수십 개의 레이어를 겹쳐 쌓일 수 있습니다. 예를 들어, TiO2 및 SiO2 레이어로 구성된 코팅은 NIR 용 Bragg 미러로 작동 할 수 있으며 눈에 보이는 콤포넌트로 쌓인 열광 방지 필름을 특징으로하는 열광 방지 필름을 제공합니다.

자기 세척 코팅

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Thermochromic 및 Electrochromic 코팅

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코팅 개발의 도전

균형 효율성 및 투명성

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내구성과 날씨 저항

태양 창문은 UV 방사선, 온도 순환, 습도 및 기계적 스트레스에 노출의 년을 견딜 수 있어야합니다. 박막 코팅은 탈라, 산화 및 습기 진입에 취약합니다. 연구자들은 캡슐화 전략, 장벽 층 및 수명을 연장하기 위해 신비한 밀봉을 탐구하고 있습니다. IEC 61646와 같은 가속 테스트 표준은 신뢰성을 평가하지만 실제 성능 데이터는 여전히 많은 신흥 코팅 기술에 제한됩니다.

Aesthetics 및 시장 수용

건축 통합을 위해, 코팅은 시각적으로 획일한, 색깔 중립 (또는 미적적으로 주름을 잡는), 및 streaking 또는 iridescence에서 해방되어야 합니다. 다 층 더미는 불행할 수 있는 방해 색깔을 일으킬 수 있습니다. 중립 톤을 달성하기 위하여 층 간격을 조정하는 것은 또는 특정한 색깔 팔레트는 지속적인 도전입니다. 건물 소유자 및 건축가는 수시로 에너지 성과에 심미를 우선적으로 전적으로, 그래서 둘 다 시장 채택을 위해 근본적 인 코팅을 전합니다.

제조 비용 및 확장성

고성능 코팅은 종종 진공 증착 기술 (스퍼터링, 증발, ALD)에 의존하여 처리량이 비싸고 제한됩니다. 롤 투 롤 처리, 화학 목욕 증착 및 잉크젯 인쇄는 비용을 절감하도록 개발되었습니다. 예를 들어, perovskite PV 층의 슬롯 다이 코팅은 플로트 유리 생산과 호환되는 속도에 유리 기판에 표시됩니다. 큰 부위 (예 : 1.5 m × 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 m x 2 in viholeness.

미래 지향

다기능 코팅

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건물 에너지 시스템 통합

미래 태양 창문은 스마트 빌딩 에너지 관리 시스템의 일부가 될 것입니다. 내장 센서 및 마이크로 제어기는 주변 조명, 점령 및 그리드 수요에 따라 전기 크롬 코팅을 조정할 수 있습니다. 생성 된 전기는 직접 전력 전기 크롬 전환을 할 수 있으며 자체 조절 창을 만들 수 있습니다. 또한, 건물 통합 광전지 (BIPV) 표준 및 인센티브는 EU의 에너지 성능 (EPC)과 같은 채택을 격려하기 위해 개발되고 있습니다. (예 : 캘리포니아의 24 BD) 및 캘리포니아의 요구 사항.

Emerging Materials and Concepts의 장점

이 제품은 퀀텀닷, plasmonic nanoparticles, 그리고 photonic 결정에 적용할 수 있습니다 subwavelength 가늠자에 빛을 조작하기 위하여. 예를 들면, 절연성 모체에 있는 은 nanorods를 embedding는 NIR를 위한 편광 과민한 흡수기를 창조할 수 있습니다. 층을 꿴 두 배 perovskites 및 MoS2 같이 2차원 물자는 안정되어 있는, 무연 광전지를 위해 탐구되고. 기계는 또한, 개발하는 것을 돕기 위하여 사용될 수 있습니다.