미국의 한 과학자 그룹은 현장 테스트에서 새로운 코팅 소재의 상용화를 테스트한 후 코팅이 패널의 총 비용을 1.4%만 증가시키는 것으로 '장려적인' 결과를 확인했습니다.

미국 Madison Area Technical College의 과학자들은 광전지 모듈에 적용할 경우 패널의 수율을 3% 이상 증가시킬 수 있는 초소수성 자가 세척, 오염 방지 코팅을 테스트했습니다.

코팅은 미국 기반의 회사에서 개발한 나노입자 산화물 현탁액을 기반으로 합니다. Microporous Oxides Science and Technology, LLC(MOST)는 다양한 응용 분야에 사용할 수 있는 자체 조립 다공성 박막을 생산하기 위해 여러 기판의 코팅으로 사용하기 위한 나노입자형 산화물의 안정적인 현탁액 제조를 전문으로 합니다.

연구진은 특히 유리질 재료와 세라믹 재료 생산에 일반적으로 사용되는 습식 화학 기술인 스프레이 증착 및 졸-겔 합성을 통해 생성된 오염 방지 코팅을 테스트했습니다. 코팅은 티타니아, 산화티탄(TiO2), 실리카, 이산화규소(SiO2) 및 금속 산화물의 혼합물을 함유한 나노입자 현탁액으로 만들어졌습니다.

졸-겔 합성 사용의 장점은 열을 사용하여 코팅을 PV 모듈의 기본 유리 커버에 접착시키지 않는다는 점입니다. 이를 통해 현장에서 햇빛에 노출되면 필름이 굳어지고, 경화되고, 접착되고, 굳어집니다.

과학자들은 “티타니아와 같은 나노입자형 광활성 물질을 함유한 금속 산화물 박막은 자외선 복사에 의해 소결될 수 있다”고 설명했습니다. "이 햇빛 유도 UV 소결 공정은 나노입자를 서로 화학적으로 결합하고 태양광 PV 모듈의 유리 표면에 결합하여 마모 및 용해에 저항하는 내구성 있는 얇은 필름을 만드는 역할을 합니다."

연구팀은 두 가지 서로 다른 스프레이 건과 노즐을 사용하여 자동차 충돌 수리 스프레이 부스에서 태양광 모듈을 코팅했습니다. 과학자들은 “분무 후 모듈을 상대습도 15%로 유지되는 스프레이 부스에서 공기 건조시켰다”고 설명했습니다.

그런 다음 그들은 요르단에 본사를 둔 Philadelphia Solar가 제공한 10도 타일 각도로 장착된 8개의 370W 남향 코팅 양면 모듈을 사용하는 PV 시스템에서 코팅을 테스트했습니다. 이들의 성능은 동일한 종류의 코팅되지 않은 기준 패널 8개와 비교되었습니다.

현장 테스트 결과 코팅된 모듈의 오염 잔류물은 코팅되지 않은 패널의 오염 잔류물보다 더 얇았습니다.

연구 그룹은 보고서에서 “코팅된 태양광 모듈과 코팅되지 않은 태양광 모듈은 육안으로 쉽게 볼 수 있는 현장에서 상당히 다른 습윤 거동을 보여주었습니다.”라고 밝혔습니다. “코팅되지 않은 패널에 쌓인 빗물은 구슬처럼 뭉쳐서 표면에 솟아오르는 물방울을 형성하는 경향이 있었습니다. 이에 비해 코팅된 패널의 빗물은 시트화되어 패널 표면의 훨씬 더 많은 부분을 적시는 경향이 있었습니다."

분석 결과, 코팅 패널은 연간 1,097kWh/kW의 전력 생산량을 달성한 반면, 코팅되지 않은 모듈은 1,058kWh/kW의 전력 생산량을 달성한 것으로 나타났습니다. 연구원들은 "3~3.5%의 에너지 증가는 미미한 것처럼 보일 수 있지만 이 정도 규모의 개선은 업계에 상당한 재정적 중요성을 가질 것"이라고 말했습니다.

또한, 박막코팅재료의 가격은 리터당 약 80달러라고 명시하고, 패널당 비용은 약 2.6달러로 추산했는데, 이는 전체 패널 비용의 약 1.4% 증가에 해당한다. "이 연구에서 테스트한 MOST 코팅은 태양광 제조를 위한 상업적으로 실행 가능한 제품이 될 수 있는 강력한 잠재력을 가지고 있는 것이 분명해 보입니다."

새로운 오염 방지 코팅은 Solar Energy Materials and Solar에 게재된 “태양광 발전 모듈을 위한 자체 소결, 오염 방지, 자체 세척, 나노다공성 금속 산화물, 투명 박막 코팅의 현장 테스트” 연구에서 발표되었습니다. 세포.

과학자들은 향후 작업 방향을 언급하면서 "2023년 8월 현재 Adani, Axitec, Crossroads, REC, Silfab, Trina 및 Yingli를 포함한 여러 제조업체의 모듈을 성공적으로 코팅했습니다"라고 말했습니다. "우리는 내년이나 2년 내에 코팅된 모듈을 사용한 현장 테스트에 대해 보고할 예정입니다."