納米TiO2涂層對光伏組件輸出性能的影響及可靠性研究.pdf

1、由于煤、石油、天然氣等不可再生能源在燃燒過程中產(chǎn)生的CO2等有害氣體造成了環(huán)境污染、生態(tài)破壞等嚴重問題，威脅著人類的生存環(huán)境。近年來，太陽能作為一種儲量豐富的清潔能源，受到了極大的關(guān)注。我國也將太陽能電池的發(fā)展放在973和863等重大項目中的重要位置，在“十五”國家科技攻關(guān)計劃中，對光伏項目也作了重大的安排。隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的快速發(fā)展，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量的重要性日益突出，它直接關(guān)系到光伏電站的經(jīng)濟效益。光伏組件作為光伏發(fā)電系統(tǒng)

2、的重要組成部分，如何提升其發(fā)電量成為推廣太陽能發(fā)電、改變能源格局的關(guān)鍵問題
　　本文針對這一問題，探究了TiO2納米材料涂層對于光伏組件發(fā)電量的影響。我們從以下三個方面進行了研究:
　　一、TiO2納米涂層可以保持光伏組件表面的長期清潔性，主要體現(xiàn)在兩個方面，首先是對光伏組件表面有機污染物的光催化降解特性，我們利用這一特性通過紫外光下分解亞甲基藍溶液實驗探究其應(yīng)用效果;另外TiO2納米材料涂層在紫外線照射下具有超親水性，其表

3、面不易附著污物，即使附著也是與外層水膜結(jié)合，附著的污染物在外部風(fēng)力、雨淋、重力等作用下自動從TiO2表面剝離下來，從而有很好的自清潔效果，我們通過測試親水角探究其親水特性;
　　二、TiO2納米涂層可以調(diào)整不同波段光線的透過率，在有效光電轉(zhuǎn)化波段具有增透效果，從而提升光伏組件的轉(zhuǎn)化效率，同時在紫外波段減小透過率，降低了紫外線對EVA等材料的破壞。我們通過理論分析厚度對增透減反效果的影響，實驗探究該涂層的增透減反效果;
　　三

4、、TiO2納米涂層對于光伏組件提高發(fā)電量有明顯的積極影響，但是近20年來，自清潔涂層一直未被大規(guī)模推廣使用，為了探究TiO2納米涂層實際應(yīng)用于光伏組件的可能性，本文對TiO2納米涂層進行全方面可靠性測試，具體包括:1、UV處理熱循環(huán)濕凍試驗，模擬組件在冷熱交替環(huán)境中的可靠性;2、熱循環(huán)試驗，確定組件承受由于溫度重復(fù)變化而引起的熱失配、疲勞和其它應(yīng)力的能力;3、濕熱試驗，確定組件承受長期濕氣滲透的能力;4、沙塵試驗，模擬組件在沙塵環(huán)境中耐

5、磨損的能力。
　　我們進行了大量的實驗探究以上問題，本文的創(chuàng)新點在于設(shè)定鍍膜玻璃、噴涂TiO2納米材料玻璃、鍍膜并噴涂TiO2納米材料玻璃、空白玻璃4組對照，不僅縱向分析證實了噴涂TiO2納米材料玻璃具有優(yōu)秀的自清潔性、增透減反特性和可靠性能，還通過TiO2納米涂層與傳統(tǒng)鍍膜玻璃的橫向?qū)Ρ龋怀隽藝娡縏iO2納米材料玻璃在這些方面的性能優(yōu)勢。最終得出TiO2納米材料對于提高光伏組件發(fā)電量的影響因素，并以豐富的數(shù)據(jù)證實其應(yīng)用于光伏組