解决太阳能电池板的脏问题

从防水到使用紫外线(UV)光的亲水性，正在开发保护面板和玻璃幕墙免受昂贵且耗时的清洁的表面。

太阳能电池板变脏。灰尘、沙子和其他物质会积聚在它们的表面，阻止太阳光能到达太阳能电池，并导致光伏系统效率的巨大损失。但是，当清洁太阳能电池板不仅成本很高而且很费力时，我们能做些什么呢?

从事NewSkin项目的研究人员已经找到了解决这个问题的方法，方法是开发疏水性或防水性表面，这些表面在暴露于紫外线时会变得超亲水。

与水被排斥并收缩形成液滴的疏水表面不同，超亲水表面对水具有很强的亲和力，水会扩散到表面，最大限度地与材料接触。这可以通过降低维护成本和提高时间效率，帮助降低面板和玻璃幕墙污垢的清除成本，同时还可以提高太阳能发电量。

NewSkin项目合作伙伴德国弗劳恩霍夫有机电子、电子束和等离子体技术FEP(FraunhoferFEP)研究所的研究生ValentinHeiser在该研究所网站上发布的新闻稿中解释说：“我们在这里专注于表面的光诱导亲水性。”

“为了提升这种效果，我们首次在卷对卷工艺中将结晶氧化钛应用于超薄玻璃。这是非常有效的。超薄和轻质玻璃可以随后应用于外墙或直接纳入太阳能模块一种复合材料——甚至在曲面上。”

30分钟的变化

在没有任何紫外线辐射的情况下，二氧化钛(TiO2)是疏水性的，会形成水滴。然而，在用紫外线照射TiO2涂层表面约30分钟后，FraunhoferFEP研究人员发现表面从疏水性变为超亲水性。

这意味着零或非常少的污垢可以沉积在带有TiO2涂层的表面上。新闻稿进一步解释说：“例如，如果交通灰尘、沙子或其他污垢沉积在玻璃幕墙或太阳能电池板上，它会在夜间通过珠状雨滴被表面的疏水性洗掉。此外，疏水性的循环交替超亲水特性意味着污垢在白天不会粘附在表面上。”

研究人员现已开发出第一批涂层。他们在FraunhoferFEP试验工厂的卷对卷系统中为一卷30厘米宽、20米长的薄(100微米厚)玻璃卷涂上了30至150纳米的二氧化钛。然而，仍有挑战需要克服。薄玻璃是一种非常容易破碎并且对热应力和机械应力极其敏感的新型基板。

此外，TiO2只有在结晶状态下才具有疏水性和亲水性，因此在其生产过程中需要高温。新闻稿补充说：“直到现在，具有这些要求的溅射镀膜还不能在卷对卷技术中实现，因为薄膜等普通基材无法承受高温。这就是薄玻璃提供替代方案的地方。”

作为NewSkin(加速先进表面纳米技术的工业吸收的创新生态系统)的一部分进行的研究使FraunhoferFEP科学家能够以最佳方式和成本效益地结合TiO2和薄玻璃特性，从而将创新产品带到市场。来自瑞典项目合作伙伴乌普萨拉大学的研究人员也在致力于将结果转移到聚合物薄膜上。

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