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新型透明涂层:可减少冰雪覆盖率,让太阳能电池板效率提高85%

前瞻网 2022-02-02 11:49

 

新型透明涂层:可减少冰雪覆盖率,让太阳能电池板效率提高85%_产经_前瞻经济学人

太阳能电池板是通过吸收太阳光,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应,直接或间接转换成电能的装置,大部分太阳能电池板的主要材料为“硅”。

近日,密歇根大学团队发明了一种低价的透明涂层,可以有效减少太阳能电池板上的冰雪堆积,在早期测试中,能够让太阳能电池板多产生85%的能量,这一进展有望进一步提高寒冷气候下的太阳能电池板生产力。

这个涂层主要由PVC或PDMS塑料和硅油或植物油制成。它可以在寒冷的天气中喷洒或刷涂,利用这个当前的涂层版本,它可以使冰雪脱落的状态维持一年。

太阳能电池板在冬季可能会失去80%或90%的发电能力,而这个涂层可以顺利解决这个问题。

为了找到合适的涂层,研究团队转向研究了两个关键的特性,这两个特性在过去为冰的脱落涂层提供了动力:低界面韧性和低粘附强度。

低表面附着力基本上是滑溜溜的。仅仅是滑溜性在小范围内就很有效,但是表面越大,就需要更多的力量来将冰雪滑落。对于较大的区域,则需要一种方法来完全打破这样的粘性。这就是低界面韧性的作用——它可以在冰和面板之间产生裂缝。这些裂缝沿着面板传播,无论其大小,都能打破冰雪的自由。

研究团队努力在低表面附着力和低界面韧性之间取得适当的平衡,这样能确保让冰和雪从大大小小的表面上滑落。他们开始使用非常坚硬的PVC塑料,以获得低界面韧性,并在其中混合少量的植物油,使PVC具有足够低的表面附着力,以提供最佳效果。他们还设计了第二种材料,使用PDMS塑料和硅基油,效果同样好。

研究团队对涂层进行了测试,将涂层涂在由自动摄像机监测的一部分电池板上,时间约为两周。测试表明,在整个冬季,有涂层的电池板平均冰雪覆盖率约为28%,而无涂层的电池板则约为59%。

研究团队表示,下一步将计划开发一种可以使用至少5年的涂层。

题为Facilitating Large-Scale Snow Shedding from In-Field Solar Arrays using Icephobic Surfaces with Low-Interfacial Toughness的相关研究论文发表在《先进材料技术》上。

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责任编辑: 3976DBC

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