鉅大LARGE | 點擊量：490次 | 2023年07月13日
太陽能電池板防污納米材料 可將光伏發(fā)電性能提高5％至15％
總部位于荷蘭的RadsGlobalBusinessBV開發(fā)了一種用于太陽能玻璃的多功能防污納米涂料，該涂料還據(jù)稱可減輕潛在的誘導(dǎo)降解（PID），并具有抗反射和抗腐蝕作用。
公司首席執(zhí)行官拉吉貝爾·辛格（RajbeerSingh）表示：“這種涂層可用于大型光伏電站中的機器人干洗?！彼f：“由于涂層的自清潔功能，它可通過減少50％至70％的水消耗來提高濕法清潔的效率，”他指出，弄臟、結(jié)垢、腐蝕、磨蝕和玻璃反射可減少透射率在實地條件下，通過模塊玻璃的光的射程為5％至20％。
據(jù)他介紹，該涂層解決方案可將光伏發(fā)電項目的性能提高5％至15％，并確保降低清潔成本，并減少由于腐蝕以及運行和維護對光伏組件造成的損壞。他解釋說：“我們的涂料可以將清潔成本降低60％，”他補充說，在沙漠和受污染場地的光伏項目的收入增長可能在8％到18％之間。
該技術(shù)已在荷蘭獲得專利，涂料生產(chǎn)計劃在印度進行，該工廠目前正在建設(shè)中。辛格說：“由于將涂層應(yīng)用于鋼化切割后的尺寸的太陽能玻璃，該涂層生產(chǎn)線可以與任何太陽能玻璃制造商以及PV組件制造商一起安裝。該涂層是通過化學(xué)燃燒氣相沉積（CCVD）工藝加工的，該工藝使其具有極高的耐用性?！睋?jù)他介紹，該涂層可以直接在面板工廠中應(yīng)用到模塊上，或者在玻璃工廠中應(yīng)用到太陽能玻璃上。
根據(jù)辛格的說法，該涂層在實際條件下已經(jīng)顯示出非常好的結(jié)果。它被手動應(yīng)用于印度德里的一個太陽能公園，并在2016年和2021年進行了測試。該測試表明，與組件上未鍍膜的模塊相比，它使模塊的發(fā)電量增加了約8.9％。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“該產(chǎn)品可以應(yīng)用于現(xiàn)有的光伏領(lǐng)域，這意味著現(xiàn)有的項目可以獲得額外的收入，并降低了運營和維護成本，”首席執(zhí)行官繼續(xù)說道?！坝捎谇鍧嵱盟畬τ谌彼貐^(qū)的所有現(xiàn)有大型光伏項目都是一個嚴峻的挑戰(zhàn)，因此這種涂料可以拯救這些項目”
據(jù)他介紹，通過涂裝線進行涂裝的成本可能占PV項目總成本的2-3％。
其他防污納米材料的研發(fā)
可噴涂在太陽能電池板上的納米分子
亞利桑那州立大學(xué)的一家初創(chuàng)公司SwiftCoat開發(fā)了一種新的真空沉積方法，將基于TiO2的納米分子噴涂在不同類型的表面上，包括太陽能電池板。這種應(yīng)用將有助于控制可能導(dǎo)致發(fā)電兩位數(shù)損失的污染。
SwiftCoat的首席技術(shù)官、美國州立大學(xué)教授扎卡里?霍爾曼（ZacharyHolman）表示，該工藝正在一家不知名的玻璃制造商進行測試，并將在科羅拉多州戈爾登的國家可再生能源實驗室進行實地驗證，然后擴大規(guī)模用于商業(yè)生產(chǎn)。
SwiftCoat的首席執(zhí)行官彼得?弗斯（PeterFirth）指出：“灰塵的堆積會使電池板的功率輸出減少多達30%，如果你不是那種爬上屋頂清潔電池板的人，這種效率損失可能會持續(xù)數(shù)月?！?/p>
污染應(yīng)用的關(guān)鍵是使用二氧化鈦催化紫外線分解空氣中的灰塵顆粒。Swift-Coat的高級工程師ShannonPoges解釋說：“我們的涂層中的特殊納米顆粒在紫外線的推動下進行化學(xué)反應(yīng)，有效地分解污垢，保持面板清潔，并以最佳效率運行?！被魻柭J為，這種新涂層的經(jīng)濟影響是，在不增加制造費用的情況下，它可以使太陽能電池板的電力產(chǎn)量每年增加3%。
在風(fēng)險投資和美國能源部的幫助下，SwiftCoat開發(fā)了其氣溶膠撞擊驅(qū)動組件（AIDAnanomaterialdepositionmethod），即AIDA納米材料沉積方法。根據(jù)美國國家科學(xué)院（NationalScience）的摘要，在這種方法中，氣溶膠納米顆粒通過氣流以音速通過狹縫狀噴嘴加速并附著在基底上基金會（NSF）。
美國國家科學(xué)基金會說，這些納米涂層的厚度可以從幾納米（十億分之一米）到幾毫米不等，在直徑為5英寸的基底上，不均勻性不到10%。這大致相當于太陽能電池板中使用的現(xiàn)代硅太陽能電池的大小。
美國能源部的一項100萬美元的項目資助了納米涂層應(yīng)用，這將有助于控制太陽能電池板上的污垢。
為期18個月的項目，減少模塊污染與可擴展和強大的光催化涂層，正在亞利桑那州立大學(xué)開發(fā)，并將于3月開始。DOE總結(jié)說，該項目將為太陽能玻璃制造多層、抗反射和防污涂層并進行縮放。能源部的能源太陽能技術(shù)辦公室支持早期的研究和開發(fā)，以提高太陽能技術(shù)在電網(wǎng)上的可負擔性、可靠性和性能。
這些防污涂層將通過噴涂直徑約為5納米的干燥納米顆粒的技術(shù)沉積。DOE解釋說，這種涂料有可能通過減少光被反射或灰塵落在模塊上時產(chǎn)生的能量輸出損失，從而提高年能源產(chǎn)量。他們還將減少操作和維護成本，因為模塊將不需要太多的清潔，該機構(gòu)補充說。
霍爾曼指出，與當今太陽能工業(yè)中的其他真空沉積工藝不同，AIDA基于大型真空泵，其工作壓力更接近正常大氣壓力。他建議，這降低了太陽能涂層的成本，可以幫助一家公司避免增加一條新的真空泵生產(chǎn)線，這可能需要數(shù)百萬美元。
霍爾曼指出，在快速涂層工藝下，納米涂層的孔隙率也得到了高度控制，孔隙率在5%到95%之間。這種孔隙率控制使該公司還能夠控制材料的反射指數(shù)，太陽能行業(yè)力求將其降至最低，以便最大限度的可轉(zhuǎn)換光照射到玻璃封裝面板內(nèi)的太陽能電池。
AIDA工藝的另一個特點是它可以控制給定厚度和密度的表面粗糙度。重要的是要有光滑的玻璃涂層以防劃傷，或粗糙的涂層以增強附著力。
美國能源部項目設(shè)計的一部分仍在進行中，該項目正在確定什么樣的材料可以添加到雨燕涂層將沉積在面板玻璃的多層涂層中。除了有助于保持太陽能電池板玻璃的清潔外，通過AIDA工藝沉積的納米顆粒還有助于增強單面和雙面太陽能電池板中的反射光，或者那些吸收兩面光的太陽能電池板。
美國國家科學(xué)基金會指出，當硅太陽能電池的后反射器采用適當設(shè)計的納米顆粒涂層時，其內(nèi)部后反射器的反射率可達到99%以上，這是最好的測量值。
一種可以加入多層快速涂層的材料是有機染料納米顆粒，它有助于捕捉太陽能電池中的不可見光。勞倫斯伯克利國家實驗室的一位研究人員在一份聲明中說：“染料起到了分子級太陽能聚光器的作用，將近紅外光子的能量輸送到納米顆粒中。由于粒子本身對可見光基本上是透明的，因此它們允許其他可用光通過玻璃?！盠BNL有一個單獨的能源部撥款，用于研究和開發(fā)太陽能應(yīng)用的有機染料材料和制造工藝。
霍爾曼指出，一旦快速涂層工藝與玻璃制造商合作，完善了這種沾污應(yīng)用，機械工藝將擴大到可以一次噴涂整個太陽能電池板的程度。
SwiftCoat公司稱，該公司為使其真空沉積工藝商業(yè)化而開發(fā)的產(chǎn)品，每分鐘可涂覆數(shù)百平方英尺的涂層，同時將厚度公差保持在10%以上，使消費者、工業(yè)界和軍方能夠涂覆任何表面，而不管其硬度、平滑度和形狀如何。
