Các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Năng lượng Mặt trời Hamelin (ISFH) của Đức đã phát triển hai kỹ thuật khác nhau để tích hợp các tấm kính bằng đá trong các mô-đun năng lượng mặt trời thông thường để làm cho chúng phù hợp với các dự án xây dựng tích hợp quang điện (BIPV) ở mặt tiền bằng đá.

Nhà khoa học của ISFH, Arnaud Morlier chia sẻ: “Với cách tiếp cận của chúng tôi, bề mặt đá thô đích thực cho phép tích hợp liền mạch các mô-đun PV, ngay cả đối với một người quan sát đứng ở cự ly gần từ mặt tiền hoặc chạm vào nó. Có thể sử dụng các mô-đun tiêu chuẩn của nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) và dán đá phía trước lên chúng với chi phí tương đương với in kính”.

 Ông nói thêm: “Các tấm có thể sẵn sàng để sản xuất hàng loạt trong thời gian ngắn, vì các tấm veneers đá có sẵn trên thị trường. Tất cả các loại silicon tinh thể hoặc mô-đun màng mỏng đều thích hợp cho việc này”.

Một kỹ thuật bao gồm thay thế tấm kính phía trước của tấm bằng một tấm veneer đá, và kỹ thuật khác bao gồm việc cán tấm veneer đá tự nhiên trực tiếp lên tấm kính phía trước. Ván đá được sử dụng là sản phẩm làm từ nhựa mỏng 1,5 mm được gia cố bằng sợi thủy tinh và lớp đá dày đến 0,5 mm.

Tập đoàn của Đức đã có thể chế tạo bốn mô-đun diện tích lớn với kích thước 1.220 × 610 mm và trọng lượng mỗi mô-đun là 13 kg. Tất cả các tấm đều dựa trên các tế bào năng lượng mặt trời không tiếp xúc hai mặt với kích thước 156 × 156 mm được bao bọc giữa hai tấm phim bao bọc polyolefin.

Sau khi cho thấy hiệu suất quang điện lên đến 11,2% với các phiến kính đơn tế bào, các mô-đun thử nghiệm lớn hơn đã được chế tạo. Một số mô-đun được chế tạo bằng cách thêm veneer đá trong một bước cán mỏng và những mô-đun khác được dát mỏng lần đầu tiên giống như các sản phẩm tấm dán kính thông thường và sau đó được dát mỏng lần thứ hai để bổ sung veneers, do đó cho thấy rằng các veneer đá có thể được thêm vào mô-đun đã được sản xuất hoặc được tích hợp trong quá trình sản xuất mô-đun.

Lớp vân đá được sử dụng và đặc biệt là lớp nhựa thông hấp thụ ánh sáng trong dải bước sóng có thể nhìn thấy và tia cực tím. Sự hấp thụ này có thể được giảm bớt bằng cách sử dụng các loại nhựa được tối ưu hóa. Tuy nhiên, các mô hình tự nhiên trong veneers được cho là gây ra các biến đổi không gian đáng kể về dòng quang, do đó có thể gây ra các điểm nóng trong quá trình hoạt động của PV, các nhà khoa học cảnh báo. Tuy nhiên, vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách kiểm tra tính đồng nhất của độ mờ veneer trước khi cán. Một giải pháp khác, họ nói thêm, có thể là chế tạo các tấm nhỏ hơn cho phép điều chỉnh dòng điện phù hợp trong một chuỗi mô-đun.

Do những điểm không đồng nhất này, trong khi các chuỗi đơn trong mô-đun đạt được hiệu suất tối đa khoảng 10%, thì các mô-đun đã sửa đổi đạt được hiệu suất tối đa khoảng 8,5%. Để so sánh, các mô-đun được sử dụng cho thử nghiệm mà không sửa đổi cho thấy hiệu suất là 20,7% . Theo nhóm của Đức, hiệu suất giảm một nửa này phù hợp với hiệu suất của các mô-đun khác được thiết kế bằng các kỹ thuật tạo màu khác bao gồm hình ảnh in hoặc lớp phủ giao thoa đơn sắc, nhưng có lợi thế là mang lại cái gọi là “cảm giác tự nhiên và kết cấu bề mặt tự nhiên”. Hơn nữa, các tấm cũng có thể được sử dụng làm tường che nắng một phần hoặc các phần mái bán trong suốt.