技术性能系列报告（二）｜SSG膜层光解指数达38.3，性能国际领先

莱恩创科SSG增透型自清洁纳米膜层（以下简称SSG）是新一代光伏组件膜层技术，具有高可靠性、强耐候性的特点，达到25年以上寿命。该膜层喷涂工艺简单，在常温喷涂于光伏组件表面后，可以提升光伏组件功率（电量）1-2%，类似已广泛应用的AR减反膜。同时使组件表面具有自清洁性能，包括超亲水、防沙尘、防城市空气污染，同比其他组件提升2-3%发电量。综合以上性能，光伏电站使用SSG膜层材料可实现发电量增发3-5%，并由国网英大财险保险公司承保。该系列报道旨在揭开SSG“神秘面纱”，将SSG增发原理逐一展现给读者。

经TUV、中建材测试认证，SSG光解性能国际领先

JC/T2168-2013《自洁净镀膜玻璃》是国家权威行业标准，根据标准定义，光解指数表征光催化纳米材料光催化性能的数值，即光催化纳米材料在单位时间内降解有机物能力的特征值，其标准测试方法是通过光学方式测量照射过后的亚甲基蓝液吸光度变化，进而计算推导得出。按照标准要求，自洁净度膜玻璃光解指数应不小于7nmol/L/min。2016年1月18日，为验证SSG光解性能，南德TUV及中建材根据JC/T2168-2013标准，对喷涂SSG的光伏组件玻璃进行亚甲基蓝试验测试，经过每次20分钟、前后6次循环的紫外线灯箱照射后，3块SSG样品玻璃的光解指数分别为41.1、36.4、37.5，平均值为38.3nmol/L/min，远高于标准要求，光解性能处于国际领先水平。

图1:南德TUV&中建材CTC测试认证

SSG防城市空气污染效果明显

城市环境污染，是指在城市的生产和生活中，向自然界排放的各种污染物，这些污染物不仅包括自然界土、沙和岩石在风作用下形成的细小颗粒，还包括机动车辆、工厂和建筑物排放到空气当中的有机污染物。对于光伏电站来说，这些污染物会随着空气在一定的水蒸气或雨水作用下，附着到光伏组件玻璃表面形成具有粘性的积尘，这种积尘降低光伏组件玻璃的透光率，从而影响光伏系统效率。对于采用平铺或小倾角的城市分布式光伏电站来说，光伏电站系统效率损失可达15%以上。而且，这样积尘不易清洗，靠自然的雨水冲刷很难清理干净，给电站运行维护带来不便。此外，鸟粪这类污染物对于光伏电站来说一直是一个老大难问题，鸟粪不但污染组件表面，降低电站效率，还有可能造成组件热斑，严重的可以引起光伏电站火灾。

采用SSG膜层的光伏组件可以有效缓解上述问题。在自然光的照射下，SSG膜层可以在不发生自身损耗的情况下，通过光催化性能分解表面的有机污染物，降低积尘的粘性，从而大大缓解城市污染对于光伏电站系统效率的负面影响。目前，通过在北京和山东城市屋顶光伏电站以及靠近化工厂的地面光伏电站使用情况来看，使用SSG膜层的光伏方阵同比增发（比不使用的光伏方阵）5%以上，应用效果明显（如图2）。

图2：未喷涂SSG组件表面污染物黏着    喷涂SSG组件表面污染物少易掉落

SSG分解有机物原理分析

在光照下，纳米二氧化钛可与空气中的水汽和氧气发生化学反应，生成强氧化能力的-OH高活性基团。在不消耗纳米材料自身的情况下，可以引发绝大多数有机化合物分子发生氧化反应，生成CO2和H2O。分解有机物体现在分解玻璃表面的鸟粪、工业污染废气、汽车尾气等（分解鸟粪效果见图3）。

图3: SSG分解鸟粪效果，上面红色区域为喷涂组件

这是因为纳米二氧化钛的带隙能约为3.2eV , 相当于约387. 5nm 光子的能量。当受到波长小于387. 5 nm 的紫外光的照射时 ，价层电子会被激发到导带 ，而产生具有很强活性的电子-空穴对 :

这些电子-空穴对迁移到表面后，可以参加氧化还原反应，加快光降解反应。这些反应包括：所产生的电子-空穴可将吸附在二氧化钛颗粒表面的羟基和水分子氧化为OH-自由基：

缔合在四价钛离子表面的OH-自由基为强氧化剂，能够氧化相邻的有机物，也可以扩散到液相中氧化有机物。许多有机物也可被空穴所氧化。吸附在二氧化钛表面的氧气可以通过捕获电子，形成过氧负离子而阻止电子与空穴的复合，继而提高其氧化反应活性：

过氧化氢能够单独与过氧离子作用或捕获电子而产生羟基自由基：

图4  TiO2分解有机物原理图