北京莱恩创科新材料科技有限公司杨桂祥：SSG光伏自清洁玻璃可提升发电量约3%-5%-北极星太阳能光伏网

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2017年11月17日下午，户外实证检测与认证分论坛在江苏省徐州市隆重召开！北京莱恩创科新材料科技有限公司杨桂祥分享了他在光伏自洁净玻璃研究方面的成果，针对影响光伏发电的积灰情况，他对灰尘来源与积尘机理进行了研究，分析了TiO2太阳能自清洁膜层的超亲水性、防尘和分解有机物性能。经过4年，超过400MW的项目实证，SSG光伏自清洁玻璃可提升发电量约3%-5%。并通过一系列耐候测试。

杨桂祥指出目前光伏电池板对太阳能的转换利用效率已几乎接近理论极限。影响光伏电池板光－电转化率的因素除了电池板的材料、布置朝向、倾角以外，还有一个重要因素就是自然环境的影响。尤其是环境中广泛存在的灰尘、粉尘等微颗粒的沉积。对于长期运行的光伏发电系统而言，其影响是一个不容忽视的问题。因此他研究了自清洁膜层解决灰尘粘附，主要为：

1.灰尘的来源及灰尘在光伏面板上的粘附板结情况。

2.自清洁膜研究，超亲水、防尘、分解有机物。

1.灰尘来源与积尘机理

（1）灰尘来源

针对灰尘的来源，认为主要受当地表层土壤环境、大气环流及人为环境的影响。

（2）积尘机理

在干燥环境中，黏性土与砂土在玻璃表面进行相同形式的层叠。黏土颗粒更细，含水率较高，黏性土边缘破建的存在使其随时间延长趋向于结合更加密实，同时由于小粒子的碰撞形成更大粒径更大重量的粒子，导致不容易去除；

黏土粒子具有负电性。这些微小粒子易粘附到光伏盖板玻璃表面，以至于极其微弱的静电粒子也会促使漂浮的土粒子吸附到玻璃上；

在潮湿环境及露水影响下，黏性土根据塑性指数的不同从而呈现不同的状态粘结在玻璃表面；

在有机成分存在的情况下，灰尘物理的吸附作用会转变成化学性板结形式，如图：

灰尘的沉积于基材表面的粗糙度情况及亲、疏水情况有关系。

2.自清洁光伏玻璃研究

（1）减反增透能力

光伏玻璃膜层技术应首要实现透光率提升。以SSG膜为例，由于TiO2具有较高的折射率（2.5），其结构设计以实现增透较为关键。SSG采用SiO2为桥接载体的壳核机构形式，实现增透2%-2.5%。

（2）亲水？疏水？

超亲水性的自清洁去污作用原理：亲水性越好，水滴落在玻璃表面后，水膜会迅速沿玻璃表面铺展开，水与玻璃表面的膜层会优先结合，将灰尘等杂质漂浮在水膜之上，随着水膜的流动，灰尘被整体冲刷下来。因此，超亲水就是利用雨水或清水能够自动将光伏组件清洗干净。

超疏水表面的自清洁原理是基于“荷叶效应”。也不粘水，水滴能够迅速流下，不会使雨水或污水污染基材；

（3）防尘，膜层开孔？闭孔？

目前光伏玻璃镀膜既有开孔结构又有闭孔结构，而灰尘堆积受膜层表面粗糙度影响非常大。

灰尘在膜层表面的接触情况

我们所关注的灰尘主要集中于微米级和纳米级颗粒，膜层表面的粗糙度相对较大时，灰尘与膜层的接触面积反而减小，更易于灰尘滑落。

微米级球体在纳米级粗糙度表面的吸附情况

图中是美国国家能源部可再生能源是研究的成果，微米级灰尘颗粒在不同粗糙界面的吸附情况，灰尘颗粒随着膜层表面粗糙度增大而吸附力减小。

（4）分解有机物（光催化）

在光照下，纳米二氧化钛可与空气中的水汽和氧气发生化学反应，生成强氧化能力的-OH高活性基团。在不消耗纳米材料自身的情况下，可以引发绝大多数有机化合物分子发生氧化反应，生成CO2和H2O。分解有机物体现在分解玻璃表面的鸟粪、工业污染废气、汽车尾气等。光催化可有效阻止有机灰尘在组件表面形成板结。

经过4年，超过400MW的项目实证，SSG光伏自清洁玻璃可提升发电量约3%-5%。并通过一系列耐候测试。

（根据现场反馈整理，未经本人审核）

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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