摘要：玻璃纤维有合成纤维的柔软，同时它的坚韧性超过了一样直径的钢丝，当玻璃布浸入加热熔融的塑料中后，再加以压力成型后就形成了玻璃钢，玻璃钢比钢铁还要坚硬，可以用于建筑方面，也可以用于其它机械产品的制造，如：汽车外壳的制造，航天飞机机壳的制造等。同时如果能把太阳能电池板和钢化玻璃结合起来，那就又解决了能源方面的问题，如：汽车外壳，用既可以强化外壳又可以转化太阳能为电能的钢化玻璃新型材料来制造，这样就减轻了汽车本身的重量，又减轻了大气污染„„不仅如此，这样的材料可以用到很多地方，以后的发展很有前景。 关键字：电池原理；透明；透光率 引言：我们现在使用的光化玻璃也可以转化太阳能为电能，但是普通的光化玻璃的强度没有保障，比较脆容易破碎，并且适用范围较为局限，如一般的光化玻璃主要用于制造灯具玻璃等领域。而透明的钢化玻璃加以透明的太阳能电池板刚好可以解决普通光化玻璃的局限性。 1、 硅太阳能电池工作原理与结构 太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成P（positive）型半导体。 同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N（negative）型半导体。 N型半导体中含有较多的空穴，而P型半导体中含有较多的电子，这样，当P型和N型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN结。 当P型和N型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层)，界面的P型一侧带负电，N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴，N型半导体多自由电子，出现了浓度差。N区的电子会扩散到P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN结。 当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流。然后在PN结中形成电势差，这就形成了电源。 2、 透明的玻璃钢 透明玻璃钢是一种新型采光材料, 它是以无碱玻璃纤维制品为增强材料和与之析光系数相近的合成树脂为粘结剂加工而成, 与传统采光材料玻璃相比具有以下特点： （1）抗冲击性能高。不怕冰雹和碰撞, 也不会开裂和自爆。因此不易破碎, 使用安全, 寿命较长。 （2） 透光率接近玻璃, 具有一定的强度和刚度, 是一种既能透光又能承受载荷的多功能材料。可减少采光工程结构材料, 降低工程造价, 提高采光效果。 （3） 比强度高, 自重轻。可以加大采光尺寸, 降低安装劳动强度, 提高安装效率。 （4）透明玻璃钢属于非均质透光材料, 光线透过时能产生散射, 因而室内光照均匀, 无光斑、不眩目。 （5） 耐化学腐蚀, 导热系数小, 设计自由度高, 可任意着色, 因而可以满足各种工程条件的要求。同时透光率是衡量采光效果的唯一方法。一般情况下普通玻璃的透光率在91%左右, 而透明玻璃钢的透光率可达到90%, 可见透明玻璃钢窗采光板的透光与普 通玻璃相近, 只是其透明度有所差别。 现在要解决的是玻璃钢的透光率，影响透光率的因素有，反射损失与厚度无关只决定于材料的折射率的大小，散射损失，既与散射体积成正比，也与玻璃纤维的折射率和树脂的折射率有关，其差值越大，散着光越强，还有吸收的损失，与玻璃钢的厚度成正比。 3、 太阳能电池板功率计算 太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据用电器的功率，合理选择各部件。下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例。 3.1首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)： 若逆变器的转换效率为90％，则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W/90％=111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh。 3.2计算太阳能电池板： 按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70％是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。 然后再用高的交联度的EVA、高粘结强度的封装剂（中性硅酮树脂胶）把透明的太阳能电池板和两层钢化玻璃粘合起来，就构成了既有强度又可以发电的高强度的透明玻璃，这种玻璃有很好的透光性，当太阳光入射到玻璃的时候，电池板可以吸收太阳能转化为电能，再用导线引出就可以了。 4、 讨论： 虽然这种新型玻璃既可以提高强度又可以自主转化太阳能为电能，是没有污染的新型材料，但是还有不足之处，首先就是造价比较贵，最重要的就是透明的太阳能电池板的转化率还比较低为6%，没有普通的电池板的转化率高为20%；还有就是粘合树脂的折射率和太阳能电池板以及钢化玻璃折射率的问题，另外还要解决的就是太阳能电池板中的离子主要是硼、磷等而制造钢化玻璃过程中难免会掺入其他金属离子可能会影响电池板的转化率等。虽然还有很多问题要解决但是如果真的可以把钢化玻璃和太阳能电池板理想的结合起来，就可以为现在生活提供更多的选择。 参考文献 [1]周菊行等.透明聚酯玻璃钢的理论与实践I（1980年5月） [2]刘雄亚著.透明玻璃钢.北京：中国建筑工业出版社.1986年第一版.1～185 [3]徐亨萼，张钧笙.透明玻璃钢的老化与防化[J]玻璃钢/复合材料；1980年05期 |
