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光伏涂膜液有多重要

光伏組件的蓋板玻璃，是組件抵御風(fēng)霜雨雪、晝夜冷暖的屏障，但玻璃蓋板會反射部分陽光，易被灰塵和污物附著，降低陽光透射率，影響發(fā)電效率。因此，在蓋板玻璃上涂布光伏玻璃增透膜，成為了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈中一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。


光伏玻璃增透膜又稱光伏玻璃減反膜，是涂布在蓋板玻璃（光伏玻璃）表面的一種具有增透減反效果的防護(hù)膜層，它可以有效提高太陽光在光伏蓋板玻璃上的透射率，以此來提高太陽能電池發(fā)電效率。
在沒有發(fā)明有效的光伏玻璃減反射涂層前，太陽能光電組件中的蓋板玻璃是無涂層的形式組裝的。據(jù)統(tǒng)計，在2008年至2017年之間全球無涂層的組件裝機(jī)容量超過300GW，這表明超過1×10? 塊光伏組件沒有減反射涂層，導(dǎo)致大約12GW的電力未被有效的利用。并且早期鍍制的減反射膜耐候性差，出現(xiàn)包括劃傷、脫落、內(nèi)部結(jié)構(gòu)腐蝕坍塌等現(xiàn)象，這些問題也造成了光伏組件發(fā)電量的降低，如果可以給老舊電站蓋板玻璃上補(bǔ)涂增透膜，將極大提升這些電站的經(jīng)濟(jì)效益。然而市面上現(xiàn)有的減反射涂液，由于需要高溫祛除模板劑才能體現(xiàn)減反射性能，因此大多只適用于光伏玻璃廠配合鋼化爐涂布使用。

作為光伏玻璃增透膜市場的新秀，寧波甬安光科新材料科技有限公司甫一嶄露頭角，便推出基于空心納米粒子的增透膜更新?lián)Q代產(chǎn)品。區(qū)別于帝斯曼發(fā)明的由高分子造孔劑“核”和氧化硅“殼”組成的“核-殼”納米結(jié)構(gòu)，甬安光科的增透膜由空心氧化硅納米粒子組成，這是界面限域合成技術(shù)和膠體化學(xué)復(fù)配技術(shù)的完美結(jié)合，是完全由甬安光科原創(chuàng)的技術(shù)。不僅可以用于玻璃廠的出廠預(yù)涂，也可以用于光伏電站的增效維保。

增透膜的原理和實(shí)現(xiàn)方法

由電動力學(xué)理論完美推演出來的光學(xué)薄膜理論告訴我們，只要薄膜的折射率低于玻璃折射率，而且折射率n和厚度d滿足關(guān)系式nd=λ/4，就能夠?qū)⒉ㄩLλ周圍波段的反射光消除。

對于自然界的天然材料，即使擁有最低折射率的氟化鎂膜材料（n=1.38），用作玻璃基材的增透膜其反射率依然太高，無法滿足實(shí)際需求。為了降低薄膜的折射率，通常需要在薄膜中引入空腔結(jié)構(gòu)。根據(jù)折射率和孔隙率的關(guān)系式，孔隙率越大，折射率將越低。如何構(gòu)建空腔結(jié)構(gòu)？

由實(shí)心球堆積而成。按照1970年代發(fā)明的Stöber法，在乙醇中生長出來粒徑20-30nm氧化硅納米顆粒，并將之涂覆到玻璃表面，利用納米顆粒之間的空隙降低薄膜的折射率。

消耗性空腔。將“核-殼”納米結(jié)構(gòu)中的“核”想辦法除去，通常辦法就是在高溫鋼化玻璃時將高分子造孔劑分解掉，留下空腔，降低薄膜折射率。

由空心球堆積而成。先通過界面限域反應(yīng)或者去除無機(jī)鹽造孔劑的方法合成空心氧化硅納米粒子，再將空心粒子嵌入到一個連續(xù)的氧化硅薄膜中，降低折射率。

其他結(jié)構(gòu)。比如納米棒陣列，不具備規(guī)模制作的使用性，略去不談。


為什么選擇空心納米粒子

“核-殼”納米結(jié)構(gòu)早已有之。上世紀(jì)90年代以后隨著納米材料技術(shù)的快速發(fā)展，科學(xué)家發(fā)明了各種各樣結(jié)構(gòu)和形狀的納米材料，在液體中由“核-殼”納米結(jié)構(gòu)得到中空納米顆粒的文獻(xiàn)數(shù)不勝數(shù)，但除去“核”的辦法都要經(jīng)過高溫焙燒、過濾等手段先得到粉體，然而納米顆粒一旦離開分散劑就會團(tuán)聚，很難再重新分散為空心粒子懸浮液，也就是不能得到可用的涂膜液。然而，在液體中直接合成空心粒子是非常困難的事情，直到甬安光科的科學(xué)家應(yīng)用界面限域效應(yīng)解決了這個問題，這個現(xiàn)狀才得以扭轉(zhuǎn)。


甬安光科膜層內(nèi)部孔隙率高，膜層中分布多層孔且孔徑均一

使用空心納米粒子代替“核-殼”納米結(jié)構(gòu)在光伏玻璃增透膜應(yīng)用方面具有顯著的優(yōu)勢。

不含高分子模板劑，玻璃鋼化過程中不產(chǎn)灰，對鋼化爐不產(chǎn)生影響，對光伏玻璃廠利好。

膜層鉛筆硬度高達(dá)5H，不易產(chǎn)生劃痕，涂膜玻璃后期加工性能更好，對光伏組件廠利好。

不含高分子模板劑，高溫固化后薄膜表面無氣孔，耐候性和耐污性更佳，對光伏電站利好。

涂膜液夏季運(yùn)輸不需要冷鏈運(yùn)輸，節(jié)約運(yùn)輸成本。

涂膜液超長穩(wěn)定期，解決光伏玻璃廠的存貨之憂。

更低成本。

技術(shù)革新

前后裝產(chǎn)品全覆蓋

基于空心氧化硅納米粒子，甬安光科已經(jīng)開發(fā)出全系列光伏玻璃涂膜液，包括應(yīng)用于玻璃出廠預(yù)涂的涂膜液（前裝產(chǎn)品）和應(yīng)用于光伏電站受損薄膜的增效維保涂膜液（后裝產(chǎn)品）。

前裝產(chǎn)品：

溶劑型涂膜液，不同酸性的常規(guī)產(chǎn)品，pH可在1-4調(diào)整，硬度3H。

溶劑型涂膜液，5H高硬度產(chǎn)品。

水性涂膜液，無高分子添加劑，無有機(jī)溶劑，杜絕VOC排放，完全環(huán)保，更加廉價，是光伏玻璃涂膜液的未來趨勢。


后裝產(chǎn)品：

疏水型，具備增透功能和防塵功能，應(yīng)用于風(fēng)沙大的地區(qū)。

親水性，具備超親水自清潔功能，應(yīng)用于降雨多的地區(qū)。


目前，甬安光科已在寧波、西安建成南北兩個生產(chǎn)基地。年產(chǎn)光伏前裝涂液3600噸，年產(chǎn)光伏后裝涂液720噸，企業(yè)處在高速發(fā)展階段，并成功開發(fā)全水性涂膜液。

甬安光科
光伏玻璃涂膜液的革新者

在雙碳目標(biāo)和全球節(jié)能減排的時代背景下，光伏行業(yè)發(fā)展如火如荼。甬安光科也跟隨黨和國家的號召，肩負(fù)起企業(yè)的時代使命。在2017年落戶寧波國家高新區(qū)，憑借強(qiáng)勁的科研實(shí)力和技術(shù)革新點(diǎn)，獲得寧波高新創(chuàng)業(yè)精英計劃A類支持和寧波市甬江人才工程支持。

公司研發(fā)團(tuán)隊由中科院研究員、國家高層次人才牽頭帶領(lǐng)，由專家顧問團(tuán)隊、博士、碩士、部分本科組成，專業(yè)涵蓋無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、膠體化學(xué)、高分子化學(xué)、光學(xué)設(shè)計、機(jī)械設(shè)計、流體力學(xué)，開展高性能薄膜研發(fā)和生產(chǎn)，以現(xiàn)代公司理念打造高效率的高科技企業(yè)。

創(chuàng)始人徐耀博士是國內(nèi)濕化學(xué)方法光學(xué)薄膜的先行者，著有國內(nèi)溶膠凝膠光學(xué)薄膜領(lǐng)域?qū)Ｖ度苣z凝膠法與高功率激光光學(xué)薄膜》（2018年）和《溶膠凝膠技術(shù)的科學(xué)與應(yīng)用》（2023年），在中英文權(quán)威期刊發(fā)表研究論文170篇，獲省級科學(xué)獎2次。在多年的國家任務(wù)工作中積累了豐富的光學(xué)涂層技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，在光學(xué)涂膜領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位。公司將濕化學(xué)合成方法、液相外延成膜技術(shù)、高精度平流鍍膜技術(shù)、表面處理技術(shù)、納米粉體制備技術(shù)及光學(xué)薄膜工程設(shè)計相結(jié)合，為太陽能行業(yè)和柔性顯示領(lǐng)域提供光學(xué)涂膜液、涂膜產(chǎn)品和涂膜設(shè)備等產(chǎn)品。
公司研發(fā)范圍覆蓋無機(jī)納米粉體合成及改性、有機(jī)合成、膠體配制、薄膜性能研究等方面，做到了關(guān)鍵原材料自給自足，確保核心技術(shù)安全及路線，已申請國內(nèi)專利32項，國際專利3項。且具備較為全面的儀器檢測能力，有紫外光譜儀、紅外光譜儀、流變儀、氣相色譜儀、粒度儀、接觸角測試儀、摩擦力測試儀、水汽透過率測試儀、高低溫實(shí)驗(yàn)機(jī)、鹽霧實(shí)驗(yàn)機(jī)，以及各種實(shí)驗(yàn)室小型鍍膜機(jī)。
在“青山綠水就是金山銀山”的發(fā)展道路上，甬安光科仍將致力于光學(xué)膜研究與生產(chǎn)，助力玻璃廠降低VOC排放、降低生產(chǎn)成本，助力光伏電站的長期高效發(fā)電，為雙碳目標(biāo)的早日實(shí)現(xiàn)添磚加瓦，為中國光伏行業(yè)與清潔能源可持續(xù)發(fā)展書寫更加精彩的篇章！

原標(biāo)題：甬安光科：光伏玻璃涂膜液的革新者