作為可再生能源，太陽能的充分利用對于早日實現“碳達峰”和“碳中和”具有重要意義。當前全球太陽能行業正經歷前所未有的快速發展。然而，來自自然界和人類生產活動的污染物，包括花粉、鳥糞和粉塵等沉積在太陽能電池板表面，會顯著降低太陽能電池板的透光率和工作效率，導致其輸出功率降低。根據太陽能發電統計數據，在三個月和一年這兩個檢測周期內，受到污染的太陽能電池板發電系統的發電量分別比對照系統降低了25%和35%。因此，如何高效地去除太陽能電池板表面的污染物并減少污染物的沉積，已成為工業界和科研人員廣泛關注的重點課題。
針對傳統超親水自清潔涂層效率低，耐久性差等問題，東南大學張友法教授團隊采用SiO2納米顆粒和埃洛石（HNTs）納米管作為涂層填料，正硅酸四乙酯，氨基樹脂和丙烯酸環氧樹脂作為粘結劑，并引入表面活性劑AOS得到的超親水溶液，通過噴涂法制備得到透明的超親水NC涂層。該涂層具有高透明性，超親水性和水下疏油性，能夠有效清除附著在其表面的灰塵和高粘度油污。正硅酸四乙酯，氨基樹脂和丙烯酸環氧樹脂作為粘結劑能夠與涂層填料及涂層基底化學交聯從而提升涂層的機械強度。SiO2納米顆粒和HNTs納米管共混后在NC涂層中形成的Nano-composite單元，在吸收涂層在摩擦過程中產生的摩擦熱后失去其結構中的水分子出現尺寸收縮，引發涂層發生負膨脹，使涂層結構更加致密的同時，在涂層表面形成壓應力，能夠有效抑制摩擦過程中裂紋的產生，降低摩擦過程中涂層與基底之間的剪切應力，從而提高涂層的耐磨性能。該涂層在承受250 g載荷的Taber磨耗儀摩擦2000圈，500 g載荷0000#鋼絲絨摩擦1000次循環后，仍具有良好的親水性和自清潔性能。SiO2納米顆粒在涂層中均勻分布，HNTs納米管成功負載了大量的表面活性劑AOS，涂層的高致密和HNTs納米管對AOS的負載作用有效延緩了涂層在泡水過程中AOS的流失速度。在沸水中浸泡120 min后，涂層仍保持良好的親水性。NC涂層優異的耐磨和耐水性使其具備長效的超親水特性，在長期的自清潔應用中顯示出巨大潛力。根據IEC 61215-2005 10.12.2，SJ/T 11800-2022和GB/T 30984.1-2015等標準，NC涂層應用于光伏玻璃表面，經過紫外、高溫、濕-熱，凍-融循環和淋雨等檢測后保持高透明性和親水性，具有良好的耐久性。此外，NC涂層簡易的制備方法和能夠在室溫條件下迅速固化的特性，為其在自清潔領域的廣泛應用提供了顯著優勢。
將該涂層涂覆在太陽能電池板表面，在296天的試驗周期內，涂覆涂層的光伏玻璃表面未發現顯著的污染物沉積，表現出良好長效自清潔性能。涂覆該涂層太陽能發電系統的平均輸出功率為21.99 W，未涂覆系統為16.44 W，太陽能發電系統輸出功率提高了33.65%，表明其在光伏玻璃表面的應用能夠顯著提升太陽能發電系統的輸出功率，有望為光伏產業的發展提供重要的技術解決方案。
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