技術(shù)性能系列報告（二）｜SSG膜層光解指數(shù)達38.3，性能國際領(lǐng)先

萊恩創(chuàng)科SSG增透型自清潔納米膜層（以下簡稱SSG）是新一代光伏組件膜層技術(shù)，具有高可靠性、強耐候性的特點，達到25年以上壽命。該膜層噴涂工藝簡單，在常溫噴涂于光伏組件表面后，可以提升光伏組件功率（電量）1-2%，類似已廣泛應(yīng)用的AR減反膜。同時使組件表面具有自清潔性能，包括超親水、防沙塵、防城市空氣污染，同比其他組件提升2-3%發(fā)電量。綜合以上性能，光伏電站使用SSG膜層材料可實現(xiàn)發(fā)電量增發(fā)3-5%，并由國網(wǎng)英大財險保險公司承保。該系列報道旨在揭開SSG“神秘面紗”，將SSG增發(fā)原理逐一展現(xiàn)給讀者。

經(jīng)TUV、中建材測試認(rèn)證，SSG光解性能國際領(lǐng)先

JC/T2168-2013《自潔凈鍍膜玻璃》是國家權(quán)威行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義，光解指數(shù)表征光催化納米材料光催化性能的數(shù)值，即光催化納米材料在單位時間內(nèi)降解有機物能力的特征值，其標(biāo)準(zhǔn)測試方法是通過光學(xué)方式測量照射過后的亞甲基藍液吸光度變化，進而計算推導(dǎo)得出。按照標(biāo)準(zhǔn)要求，自潔凈度膜玻璃光解指數(shù)應(yīng)不小于7nmol/L/min。2016年1月18日，為驗證SSG光解性能，南德TUV及中建材根據(jù)JC/T2168-2013標(biāo)準(zhǔn)，對噴涂SSG的光伏組件玻璃進行亞甲基藍試驗測試，經(jīng)過每次20分鐘、前后6次循環(huán)的紫外線燈箱照射后，3塊SSG樣品玻璃的光解指數(shù)分別為41.1、36.4、37.5，平均值為38.3nmol/L/min，遠高于標(biāo)準(zhǔn)要求，光解性能處于國際領(lǐng)先水平。

圖1:南德TUV&中建材CTC測試認(rèn)證

SSG防城市空氣污染效果明顯

城市環(huán)境污染，是指在城市的生產(chǎn)和生活中，向自然界排放的各種污染物，這些污染物不僅包括自然界土、沙和巖石在風(fēng)作用下形成的細(xì)小顆粒，還包括機動車輛、工廠和建筑物排放到空氣當(dāng)中的有機污染物。對于光伏電站來說，這些污染物會隨著空氣在一定的水蒸氣或雨水作用下，附著到光伏組件玻璃表面形成具有粘性的積塵，這種積塵降低光伏組件玻璃的透光率，從而影響光伏系統(tǒng)效率。對于采用平鋪或小傾角的城市分布式光伏電站來說，光伏電站系統(tǒng)效率損失可達15%以上。而且，這樣積塵不易清洗，靠自然的雨水沖刷很難清理干凈，給電站運行維護帶來不便。此外，鳥糞這類污染物對于光伏電站來說一直是一個老大難問題，鳥糞不但污染組件表面，降低電站效率，還有可能造成組件熱斑，嚴(yán)重的可以引起光伏電站火災(zāi)。

采用SSG膜層的光伏組件可以有效緩解上述問題。在自然光的照射下，SSG膜層可以在不發(fā)生自身損耗的情況下，通過光催化性能分解表面的有機污染物，降低積塵的粘性，從而大大緩解城市污染對于光伏電站系統(tǒng)效率的負(fù)面影響。目前，通過在北京和山東城市屋頂光伏電站以及靠近化工廠的地面光伏電站使用情況來看，使用SSG膜層的光伏方陣同比增發(fā)（比不使用的光伏方陣）5%以上，應(yīng)用效果明顯（如圖2）。

圖2：未噴涂SSG組件表面污染物黏著    噴涂SSG組件表面污染物少易掉落

SSG分解有機物原理分析

在光照下，納米二氧化鈦可與空氣中的水汽和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成強氧化能力的-OH高活性基團。在不消耗納米材料自身的情況下，可以引發(fā)絕大多數(shù)有機化合物分子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成CO2和H2O。分解有機物體現(xiàn)在分解玻璃表面的鳥糞、工業(yè)污染廢氣、汽車尾氣等（分解鳥糞效果見圖3）。

圖3: SSG分解鳥糞效果，上面紅色區(qū)域為噴涂組件

這是因為納米二氧化鈦的帶隙能約為3.2eV , 相當(dāng)于約387. 5nm 光子的能量。當(dāng)受到波長小于387. 5 nm 的紫外光的照射時 ，價層電子會被激發(fā)到導(dǎo)帶 ，而產(chǎn)生具有很強活性的電子-空穴對 :

這些電子-空穴對遷移到表面后，可以參加氧化還原反應(yīng)，加快光降解反應(yīng)。這些反應(yīng)包括：所產(chǎn)生的電子-空穴可將吸附在二氧化鈦顆粒表面的羥基和水分子氧化為OH-自由基：

締合在四價鈦離子表面的OH-自由基為強氧化劑，能夠氧化相鄰的有機物，也可以擴散到液相中氧化有機物。許多有機物也可被空穴所氧化。吸附在二氧化鈦表面的氧氣可以通過捕獲電子，形成過氧負(fù)離子而阻止電子與空穴的復(fù)合，繼而提高其氧化反應(yīng)活性：

過氧化氫能夠單獨與過氧離子作用或捕獲電子而產(chǎn)生羥基自由基：

圖4  TiO2分解有機物原理圖