光伏模塊的可靠性取決于保護(hù)性太陽(yáng)能覆蓋玻璃，該玻璃至少起到兩個(gè)關(guān)鍵作用：
1）提供機(jī)械穩(wěn)定性。
2）作為防雨、露水、灰塵和其他污染的屏障。
在實(shí)際應(yīng)用中，由于光吸收和反射，光伏板表面的嚴(yán)重污染可能會(huì)對(duì)光電轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生不利影響。因此，尋找在實(shí)際工況條件下對(duì)固、液、氣等多相污染物的防污方法，保持太陽(yáng)能電池高效率是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。
近年來(lái)，金屬去潤(rùn)濕掩膜結(jié)合反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)被用來(lái)在玻璃表面構(gòu)建透明超疏納米陣列結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)透明超疏水防污效果。
問(wèn)題在于：金屬去潤(rùn)濕掩膜技術(shù)顆粒密度與顆粒尺寸無(wú)法協(xié)同增加，阻礙了通過(guò)該技術(shù)制備致密的陣列納米結(jié)構(gòu)，限制了其對(duì)固、液、氣等多相污染物的防護(hù)效果。
有鑒于此，東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張友法教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)二次退火去潤(rùn)濕調(diào)控技術(shù)，協(xié)同提升金屬顆粒掩膜的顆粒密度和顆粒尺寸，并通過(guò)反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)制備出具有更大高寬比的透明致密陣列結(jié)構(gòu)玻璃表面。
將該致密陣列結(jié)構(gòu)透明超疏水玻璃應(yīng)用于太陽(yáng)能電池表面，起到了多重效果：
1）保持了光伏玻璃面板高透光率和良好潤(rùn)濕性；
2）兼具防塵、抗冷凝、抗結(jié)霜、抗結(jié)冰和抗菌等性能；
3）顯著提升了光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
這項(xiàng)研究成果為干旱少雨地區(qū)太陽(yáng)能電池光伏面板的無(wú)水自潔提供新的解決方案。
相關(guān)研究成果以“Compact nanopillar array with enhanced anti-accumulation of multiphase matter on transparent superhydrophobic glass”為題，發(fā)表在英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)期刊Journal of Materials Chemistry A上，并入選期刊封面文章。
參考文獻(xiàn)：
Compact nanopillar array with enhanced anti-accumulation of multiphase matter on transparent superhydrophobic glass.
Wei Wang, Zupan Mao, Ping Liu, Weilin Deng, Wancheng Gu, Xinquan Yu*, Youfa Zhang*
(余新泉，張友法，東南大學(xué))
Journal of Materials Chemistry A, 2023,11, 18679-18688
https://doi.org/10.1039/D3TA03090C
作者簡(jiǎn)介
王威，博士研究生
本文第一作者，2022年畢業(yè)于東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)獲工學(xué)博士學(xué)位，同年進(jìn)入南京工程學(xué)院，研究方向主要為表面微納加工技術(shù)以及材料表面潤(rùn)濕性設(shè)計(jì)與調(diào)控。
張友法教授，東南大學(xué)
本文通訊作者，東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)際仿生工程學(xué)會(huì)青年委員。研究方向主要為仿生界面功能材料，致力于前沿新材料的研發(fā)和應(yīng)用，先后承擔(dān)了國(guó)家重大科技專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)防裝備預(yù)研基金、江蘇省重大科技成果轉(zhuǎn)化資金等項(xiàng)目；還與中國(guó)航發(fā)、航天科工以及中石化、華為、海爾、海信、博西華、福耀等合作開展了科技成果轉(zhuǎn)化研究。
