Page 157 - 基于光伏技术的新能源发电研究

第三章 光伏电站建设和管理维护

（6）纳米膜自清洁除尘技术
纳米膜自清洁除尘技术主要分为超亲水薄膜除尘技术和超疏水薄膜除尘技
术。该技术的工作原理为：在光伏组件玻璃盖板表面喷涂 1 层超亲水或超疏水涂

层，以实现光伏组件的自清洁。
超疏水薄膜除尘技术是通过涂层表面的乳突纳米结构使水滴极易滚动，水滴
在滚动时会带走积尘，从而达到自清洁的效果，该现象也称“荷叶自洁效应”，
可使雨滴和积尘都不易粘附在光伏组件表面，尤其适用于降雨量较少的地区。

KONG 等使用二氧化硅、氧化锌在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面形成
了柔性透明超疏水薄膜，EBERT 等使用正硅酸乙酯在玻璃表面制备出了透明的
超疏水薄膜，并对其进行测试。测试结果表明：超疏水薄膜有利于提高光伏组件
对太阳光的利用率，进而提高光伏组件的光电转换效率。谢解解比较了硅类超疏

水薄膜和氟类超疏水薄膜对光伏组件的光伏特性的影响，得出结论：硅类超疏水
薄膜的透光率比氟类超疏水薄膜的高，但在应对外界环境变化时，氟类超疏水薄
膜的透光率更为稳定；而且这 2 种薄膜均能减少积尘对光伏组件光电转换效率的
影响，其中采用喷涂氟类超疏水薄膜的光伏组件的光电转换效率受积尘的影响相

对较小。
超亲水薄膜除尘技术是利用光伏组件表面形成的超亲水薄膜阻止积尘与光伏
组件表面直接接触，并在雨水等的冲刷下将污染物带离组件表面，进而实现光伏
组件的自清洁。该类技术适用于降雨量较多的地区。目前应用于光伏组件玻璃盖

板的超亲水薄膜主要是基于无机光催化半导体材料的自清洁涂层材料，其中最典
型的是二氧化钛涂层。根据国外有关研究报道可知，喷涂有超亲水薄膜的光伏组
件的光电转换效率可以提高 5%。
纳米膜自清洁除尘技术能够实时除尘，无需耗水，而且喷涂涂层后无需额外

的机械运动，可减少对光伏组件的摩擦。中国研究人员通过对照实验发现，通过
采用自清洁薄膜不仅可提升光伏组件的透光率及自清洁功能，还可以使其发电量
提高 4.4%。
纳米膜自清洁除尘技术对湿积尘不起作用，有的自清洁薄膜的寿命有限，耐

磨性较低，在使用其他清洗工具工作时，存在刮坏自清洁薄膜的风险。有报道表
示，中国青海省格尔木地区有光伏电站采用了纳米膜自清洁除尘技术进行光伏组
件除尘，但该技术目前并未能在光伏发电领域获得广泛应用。

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