隨著地(dì)球環境的(dí)惡(è)化和自然資(zī)源(yuán)的(dí)慢慢(màn)枯(kū)竭(jié)，世(shì)界和(hé)我(wǒ)國都把(bǎ)使(shǐ)用節能(néng)，環(huán)保(bǎo)的(dí)綠色(sè)建(jiàn)材作為一個(gè)重(zhòng)要(yào)的發展方向。其中(zhōng)太陽(yáng)能(néng)光(guāng)伏玻(bō)璃(lí)和(hé)建(jiàn)築(zhù)光伏(fú)一(yī)體化設計是一項重(zhòng)大產業(yè)，而(ér)真空(kōng)玻璃則(zé)被(bèi)認為(wéi)是zui有(yǒu)前(qián)景的隔熱隔(gé)音(yīn)的透(tòu)明建築(zhù)材料(liào)，它(tā)們是建(jiàn)築(zhù)玻(bō)璃(lí)中(zhōng)，zui前(qián)沿的(dí)兩(liǎng)類(lèi)玻璃代表。近些年，我(wǒ)國(guó)在該(gāi)領域用(yòng)於(yú)研發生(shēng)產(chǎn)的資金投入(rù)達(dá)數(shù)百(bǎi)億元(yuán)。如(rú)果(guǒ)這(zhè)兩類玻璃能廣(guǎng)泛應用(yòng)於(yú)建(jiàn)築領(lǐng)域，我(wǒ)國的(dí)能源緊(jǐn)缺和(hé)環(huán)境保護將會(huì)得到(dào)極(jí)大(dà)改(gǎi)善(shàn)。雖(suī)然(rán)我(wǒ)國的玻璃(lí)幕牆和(hé)建(jiàn)築玻璃的(dí)用量(liáng)已經超過(guò)*的(dí)1/2，但(dàn)是我們的(dí)建築(zhù)玻璃產品(pǐn)質(zhì)量卻落(là)後於西(xī)方(fāng)國(guó)家(jiā)。我們(mén)在強調(tiáo)光(guāng)伏(fú)發電(diàn)或真(zhēn)空玻(bō)璃隔音(yīn)隔熱效果的(dí)同時(shí)，往往忽略了建築玻璃安全(quán)性和耐(nài)久(jiǔ)性的設計和(hé)分析，以至於在zui後(hòu)的(dí)推(tuī)廣應用階(jiē)段(duàn)總是出現(xiàn)各(gè)種問(wèn)題。為(wéi)了(liǎo)在我國的(dí)節(jié)能建(jiàn)築中(zhōng)盡快安(ān)全(quán)使用(yòng)這些綠色(sè)建(jiàn)材(cái)，必須引入歐(ōu)美(měi)前沿先進(jìn)技術，結(jié)合我(wǒ)們自主(zhǔ)知(zhī)識產權，使(shǐ)建築玻(bō)璃向節(jié)能，環(huán)保，安全，耐久綜合(hé)性能更進一(yī)步(bù)。建築玻璃結(jié)構功(gōng)能一體化(huà)研(yán)究也是當前(qián)建築光伏一(yī)體化）真空玻璃實(shí)用化的一個勢(shì)在(zài)必行的(dí)方向。
    光(guāng)伏(fú)玻(bō)璃結(jié)構功(gōng)能(néng)一體(tǐ)化
    光伏建築(zhù)一(yī)體化（BIPV，BuildingIntegratedPhotovoltaic）是將(jiāng)太陽能光伏(fú)發(fā)電(diàn)板集成到建築上(shàng)，光伏器(qì)件在產生(shēng)電(diàn)能的(dí)同時(shí)，還(huán)承(chéng)擔外圍(wéi)護(hù)結構的(dí)功(gōng)能，如房頂，幕牆(qiáng)，外立麵等。因此BIPV是清(qīng)潔(jié)能(néng)源產品與(yǔ)建(jiàn)築結(jié)合的產物。在各(gè)國(guó)越來(lái)越(yuè)重(zhòng)視(shì)太陽能(néng)光伏(fú)發(fā)電(diàn)的背(bèi)景下，隨(suí)著我國(guó)光(guāng)電建築一體化政策的出(chū)台(tái)及(jí)相(xiāng)應的財政(zhèng)補助資(zī)金的投入，極(jí)大(dà)推(tuī)動了光(guāng)電(diàn)建(jiàn)築一體化(huà)的(dí)應用。根(gēn)據我國製定(dìng)的(dí)光伏產(chǎn)業(yè)規劃(huá)預測，到2020 年光伏建(jiàn)築並(bìng)網發電量(liáng)要占到光(guāng)伏總發電量(liáng)的62.5%。
    光(guāng)伏玻(bō)璃在國(guó)內(nèi)外(wài)的(dí)應用(yòng)非(fēi)常(cháng)廣(guǎng)泛(fàn)，典型的(dí)示範工(gōng)程如日(rì)本(běn)Sanyo 太陽光電(diàn)公(gōng)司，德國柏林*車站，上海世博園，北(běi)京奧運(yùn)場館(guǎn)，北(běi)京南站(zhàn)，首(shǒu)都(dū)博物館(guǎn)，香(xiāng)港科(kē)學(xué)園(yuán)等。2009 年(nián)3 月，我國(guó)*頒布《太陽(yáng)能(néng)光電(diàn)建(jiàn)築(zhù)應(yīng)用(yòng)財政補(bǔ)助資金管理(lǐ)暫行(háng)辦法》，辦法重點針(zhēn)對(duì)光伏玻璃(lí)建築功能一體化項(xiàng)目。國家財(cái)政上(shàng)的(dí)大力扶(fú)持必將迅速(sù)提(tí)升我國(guó)光(guāng)伏(fú)玻璃(lí)產業的開(kāi)發速度，以(yǐ)拓展這(zhè)片被(bèi)譽(yù)為光(guāng)伏(fú)產業(yè)的新藍(lán)海。我國近幾(jī)年在(zài)光(guāng)伏(fú)玻(bō)璃的(dí)開發和生產方麵(miàn)發(fā)展迅猛；全國(guó)範圍內上了大量(liáng)的(dí)光伏(fú)相關生(shēng)產綫，包括單晶(jīng)矽，多晶(jīng)矽和非晶(jīng)矽(guī)以及太陽能超(chāo)白玻璃(lí)多個方麵(miàn)的生產，主(zhǔ)要都是企業直(zhí)接(jiē)引進國外的生產綫(xiàn)。在研(yán)究開發(fā)項目和(hé)創新技術(shù)方(fāng)麵，我(wǒ)國與(yǔ)發達國(guó)家(jiā)相(xiāng)比還(huán)有(yǒu)較大(dà)差(chà)距(jù)，大(dà)部(bù)分(fēn)TCO 膜玻璃還(huán)是(shì)從日(rì)本等國進(jìn)口。
    光伏(fú)玻璃(lí)不(bù)僅要(yào)滿足(zú)其(qí)作(zuò)為一(yī)般光(guāng)伏(fú)組(zǔ)件的(dí)電學，力學(xué)，安全(quán)等性能(néng)要求，而且(qiě)要滿(mǎn)足其(qí)作為(wéi)建(jiàn)築(zhù)安全玻(bō)璃(lí)的特殊要(yào)求(qiú)，作(zuò)為(wéi)幕牆玻璃時(shí)還(huán)要(yào)滿足(zú)風(fēng)壓變形(xíng)，雨水(shuǐ)滲漏，空氣(qì)滲透等(děng)性能要(yào)求(qiú)。*的(dí)光伏(fú)玻(bō)璃結構大多(duō)是(shì)在(zài)光伏夾(jiā)層(céng)玻璃和(hé)光伏中(zhōng)空玻璃的基(jī)礎上(shàng)單獨使(shǐ)用或(huò)多項(xiàng)組合使(shǐ)用(yòng)。雖(suī)然(rán)光(guāng)伏(fú)玻(bō)璃(lí)產品(pǐn)具(jù)有(yǒu)巨(jù)大的潛在應(yīng)用價(jià)值(zhí)，但是光(guāng)伏玻璃(lí)在(zài)生(shēng)產和(hé)工(gōng)程(chéng)應用中還存在很多問(wèn)題(tí)，例(lì)如(rú)轉(zhuǎn)換(huàn)效率低，成本高(gāo)，不透(tòu)明等(děng)。但(dàn)這裏主要考慮結構(gòu)安全問題，一些(xiē)常見的結(jié)構失(shī)效包(bāo)括(kuò)如下(xià)幾方(fāng)麵：鋼化(huà)玻璃層合(hé)過(guò)程的自爆，非晶(jīng)矽(guī)玻璃(lí)層合後沿導綫(xiàn)的斷裂，層間(jiān)剪切(qiē)應力的(dí)破(pò)壞和(hé)分(fēn)層現象，作為(wéi)頂(dǐng)棚玻(bō)璃(lí)受(shòu)到(dào)日(rì)曬(shài)和(hé)積(jī)雪等環境(jìng)載荷的(dí)性(xìng)能(néng)退(tuì)化，強度衰(shuāi)減，安裝(zhuāng)應(yīng)力(lì)不(bù)均匀(yún)和(hé)作(zuò)為建(jiàn)築構(gòu)件(jiàn)的老化(huà)和墜(zhuì)落(là)風(fēng)險。
    對於光伏中空玻璃(lí)來說(shuō)，光(guāng)伏電池(chí)板是置於中空玻璃腔體(tǐ)之中(zhōng)，在為外界(jiè)負載產生電流(liú)供應(yīng)的(dí)同(tóng)時(shí)，其本身由於存在內阻，也(yě)會出(chū)現發熱(rè)，升溫(wēn)現象。一般在(zài)空氣流(liú)通的(dí)露(lòu)天室外，其溫度(dù)可(kě)以達到50℃～80℃。對於晶體(tǐ)矽電(diàn)池(chí)，由(yóu)於存(cún)在(zài)熱斑效應，即局部電池片被(bèi)遮擋時，在旁(páng)路(lù)二級管(guǎn)失(shī)效(xiào)的(dí)情況下，該(gāi)部分電(diàn)池片就(jiù)相當於(yú)一(yī)個電阻(zǔ)發(fā)熱(rè)使溫(wēn)度(dù)急(jí)劇上升，有時局部(bù)溫(wēn)度可達(dá)200℃，甚至使(shǐ)電池(chí)片燒毀。若晶體(tǐ)矽(guī)或(huò)非(fēi)晶(jīng)矽電(diàn)池片(piàn)位於中空玻璃(lí)腔體中(zhōng)，由(yóu)於(yú)封閉空(kōng)間(jiān)沒有(yǒu)空(kōng)氣(qì)可(kě)以流通降溫(wēn)，腔體內氣體會由於溫度(dù)升(shēng)高(gāo)而(ér)造成氣體(tǐ)體(tǐ)積膨脹；當沒有日照時(shí)，隨(suí)著溫度降(jiàng)低，腔體內氣體也(yě)降溫(wēn)收(shōu)縮(suō)。因此(cǐ)，光伏(fú)中(zhōng)空(kōng)玻璃始終(zhōng)處於(yú)高低(dī)溫(wēn)熱循環的惡劣使用(yòng)條件之下(xià)，其密封(fēng)材(cái)料如矽酮膠(jiāo)，丁(dīng)基(jī)膠，聚硫(liú)膠等(děng)的(dí)壽命(mìng)大大(dà)縮(suō)短，造成中(zhōng)空(kōng)玻(bō)璃(lí)密(mì)封失效甚至玻璃片本身(shēn)炸裂。此(cǐ)外(wài)，在光(guāng)伏中(zhōng)空玻璃電(diàn)池片移(yí)位(wèi)或外部拉動導(dǎo)綫(xiàn)時，都容易從打(dǎ)孔(kǒng)處造成(chéng)密(mì)封(fēng)膠失效。
    由上可(kě)知，造(zào)成光伏(fú)玻(bō)璃組(zǔ)件失(shī)效的原因很多，與材(cái)料(liào)的品質(zhì)，結構(gòu)設計(jì)與安裝(zhuāng)，受力，承(chéng)載(zǎi)能(néng)力(lì)和(hé)服(fú)役(yì)環境(jìng)等(děng)都有關(guān)係(xì)。具(jù)體來說，常見的失效原(yuán)因有(yǒu)以下(xià)幾(jī)種(zhǒng)：一是(shì)玻璃中含(hán)有的雜質和(hé)缺(quē)陷或玻璃風(fēng)化，使(shǐ)玻璃(lí)強度(dù)下(xià)降(jiàng)；二是(shì)EVA，PVB 膠與(yǔ)玻璃黏結(jié)性能老化和(hé)退化(huà)，造成脫黏，脫(tuō)膠等(děng)；三是(shì)環境(jìng)腐蝕，高低溫熱循(xún)環以(yǐ)及中(zhōng)空(kōng)密封層(céng)密(mì)封膠老化；四(sì)是(shì)光伏玻璃(lí)結構設計(jì)和(hé)安裝過(guò)程中(zhōng)存在(zài)部(bù)分缺陷(xiàn)。用鋼化(huà)玻璃作為(wéi)光伏電池(chí)的(dí)蓋(gài)板(bǎn)時，合片過程中還時常會(huì)發生(shēng)爆裂現(xiàn)象(xiàng)，這(zhè)往往跟(gēn)鋼化玻(bō)璃(lí)中含有微小雜(zá)質有(yǒu)關。光伏(fú)構件(jiàn)設計(jì)過(guò)程中(zhōng)既(jì)要(yào)考慮(lǜ)節(jié)能，又(yòu)要考(kǎo)慮(lǜ)耐(nài)久性和安(ān)全(quán)性，安(ān)裝過(guò)程(chéng)中若局(jú)部區域(yù)存在應力(lì)集中(zhōng)則整(zhěng)個構件存在(zài)安全隱患(huàn)。
    光(guāng)伏(fú)玻(bō)璃結(jié)構和強(qiáng)度方(fāng)麵(miàn)的失(shī)效(xiào)跟玻(bō)璃的脆性有(yǒu)較大關係(xì)，為了(liǎo)提高(gāo)其安全可靠性(xìng)，需要進行的相關研究(jiū)包括：真空釜(fǔ)中層(céng)合壓力(lì)和(hé)鋼(gāng)化(huà)度的(dí)優(yōu)化，夾(jiā)層(céng)後(hòu)的殘餘應力分(fēn)析和界(jiè)麵結合力檢測，光(guāng)伏玻璃與(yǔ)建築(zhù)結構的安(ān)全(quán)配(pèi)合(hé)設(shè)計，殘(cán)餘應力分析與(yǔ)殘餘壽命(mìng)預測(cè)，BIPV 的無損在綫檢測技(jì)術(shù)和(hé)儀(yí)器的研究，熱(rè)應(yīng)力，動態性(xìng)能(néng)與(yǔ)耐久性評價。