甬安光科: 光伏玻璃涂膜液的革新者

02 08月 2023

2023-08-02 08:47

光伏涂膜液有多重要

光伏组件的盖板玻璃，是组件抵御风霜雨雪、昼夜冷暖的屏障，但玻璃盖板会反射部分阳光，易被灰尘和污物附着，降低阳光透射率，影响发电效率。因此，在盖板玻璃上涂布光伏玻璃增透膜，成为了光伏发电产业链中一个至关重要的环节。

光伏玻璃增透膜又称光伏玻璃减反膜，是涂布在盖板玻璃（光伏玻璃）表面的一种具有增透减反效果的防护膜层，它可以有效提高太阳光在光伏盖板玻璃上的透射率，以此来提高太阳能电池发电效率。

甬安光科光伏镀膜液系列产品

在没有发明有效的光伏玻璃减反射涂层前，太阳能光电组件中的盖板玻璃是无涂层的形式组装的。据统计，在2008年至2017年之间全球无涂层的组件装机容量超过300GW，这表明超过1×10inkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 15px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255); box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">⁹块光伏组件没有减反射涂层，导致大约12GW的电力未被有效的利用。并且早期镀制的减反射膜耐候性差，出现包括划伤、脱落、内部结构腐蚀坍塌等现象，这些问题也造成了光伏组件发电量的降低，如果可以给老旧电站盖板玻璃上补涂增透膜，将极大提升这些电站的经济效益。然而市面上现有的减反射涂液，由于需要高温祛除模板剂才能体现减反射性能，因此大多只适用于光伏玻璃厂配合钢化炉涂布使用。

作为光伏玻璃增透膜市场的新秀，宁波甬安光科新材料科技有限公司甫一崭露头角，便推出基于空心纳米粒子的增透膜更新换代产品。区别于帝斯曼发明的由高分子造孔剂“核”和氧化硅“壳”组成的“核-壳”纳米结构，甬安光科的增透膜由空心氧化硅纳米粒子组成，这是界面限域合成技术和胶体化学复配技术的完美结合，是完全由甬安光科原创的技术。不仅可以用于玻璃厂的出厂预涂，也可以用于光伏电站的增效维保。

增透膜的原理和实现方法

由电动力学理论完美推演出来的光学薄膜理论告诉我们，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满足关系式nd=λ/4，就能够将波长λ周围波段的反射光消除。

对于自然界的天然材料，即使拥有最低折射率的氟化镁膜材料（n=1.38），用作玻璃基材的增透膜其反射率依然太高，无法满足实际需求。为了降低薄膜的折射率，通常需要在薄膜中引入空腔结构。根据折射率和孔隙率的关系式，孔隙率越大，折射率将越低。如何构建空腔结构？

由实心球堆积而成。按照1970年代发明的StinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 15px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; background-color: rgb(255, 255, 255);">öber法，在乙醇中生长出来粒径20-30nm氧化硅纳米颗粒，并将之涂覆到玻璃表面，利用纳米颗粒之间的空隙降低薄膜的折射率。

消耗性空腔。将“核-壳”纳米结构中的“核”想办法除去，通常办法就是在高温钢化玻璃时将高分子造孔剂分解掉，留下空腔，降低薄膜折射率。

由空心球堆积而成。先通过界面限域反应或者去除无机盐造孔剂的方法合成空心氧化硅纳米粒子，再将空心粒子嵌入到一个连续的氧化硅薄膜中，降低折射率。

其他结构。比如纳米棒阵列，不具备规模制作的使用性，略去不谈。

图片来源：Buskens, P., Burghoorn, M., Mourad, M. C. D., Vroon, Z., Antireflective Coatings for Glass and Transparent Polymers. Langmuir, 2016, 32 (27), 6781-6793.

为什么选择空心纳米粒子

“核-壳”纳米结构早已有之。上世纪90年代以后随着纳米材料技术的快速发展，科学家发明了各种各样结构和形状的纳米材料，在液体中由“核-壳”纳米结构得到中空纳米颗粒的文献数不胜数，但除去“核”的办法都要经过高温焙烧、过滤等手段先得到粉体，然而纳米颗粒一旦离开分散剂就会团聚，很难再重新分散为空心粒子悬浮液，也就是不能得到可用的涂膜液。然而，在液体中直接合成空心粒子是非常困难的事情，直到甬安光科的科学家应用界面限域效应解决了这个问题，这个现状才得以扭转。

甬安光科膜层内部孔隙率高，膜层中分布多层孔且孔径均一

使用空心纳米粒子代替“核-壳”纳米结构在光伏玻璃增透膜应用方面具有显著的优势。

不含高分子模板剂，玻璃钢化过程中不产灰，对钢化炉不产生影响，对光伏玻璃厂利好。

膜层铅笔硬度高达5H，不易产生划痕，涂膜玻璃后期加工性能更好，对光伏组件厂利好。

不含高分子模板剂，高温固化后薄膜表面无气孔，耐候性和耐污性更佳，对光伏电站利好。

涂膜液夏季运输不需要冷链运输，节约运输成本。

涂膜液超长稳定期，解决光伏玻璃厂的存货之忧。

更低成本。

技术革新

前后装产品全覆盖

基于空心氧化硅纳米粒子，甬安光科已经开发出全系列光伏玻璃涂膜液，包括应用于玻璃出厂预涂的涂膜液（前装产品）和应用于光伏电站受损薄膜的增效维保涂膜液（后装产品）。

前装产品：

溶剂型涂膜液，不同酸性的常规产品，pH可在1-4调整，硬度3H。

溶剂型涂膜液，5H高硬度产品。

水性涂膜液，无高分子添加剂，无有机溶剂，杜绝VOC排放，完全环保，更加廉价，是光伏玻璃涂膜液的未来趋势。

后装产品：

疏水型，具备增透功能和防尘功能，应用于风沙大的地区。

亲水性，具备超亲水自清洁功能，应用于降雨多的地区。

陕西省某光伏电站疏水型产品施工现场

目前，甬安光科已在宁波、西安建成南北两个生产基地。年产光伏前装涂液3600吨，年产光伏后装涂液720吨，企业处在高速发展阶段，并成功开发全水性涂膜液。

甬安光科

光伏玻璃涂膜液的革新者

在双碳目标和全球节能减排的时代背景下，光伏行业发展如火如荼。甬安光科也跟随党和国家的号召，肩负起企业的时代使命。在2017年落户宁波国家高新区，凭借强劲的科研实力和技术革新点，获得宁波高新创业精英计划A类支持和宁波市甬江人才工程支持。

公司研发团队由中科院研究员、国家高层次人才牵头带领，由专家顾问团队、博士、硕士、部分本科组成，专业涵盖无机化学、有机化学、胶体化学、高分子化学、光学设计、机械设计、流体力学，开展高性能薄膜研发和生产，以现代公司理念打造高效率的高科技企业。

创始人徐耀博士是国内湿化学方法光学薄膜的先行者，著有国内溶胶凝胶光学薄膜领域专著《溶胶凝胶法与高功率激光光学薄膜》（2018年）和《溶胶凝胶技术的科学与应用》（2023年），在中英文权威期刊发表研究论文170篇，获省级科学奖2次。在多年的国家任务工作中积累了丰富的光学涂层技术经验，在光学涂膜领域一直处于领先地位。公司将湿化学合成方法、液相外延成膜技术、高精度平流镀膜技术、表面处理技术、纳米粉体制备技术及光学薄膜工程设计相结合，为太阳能行业和柔性显示领域提供光学涂膜液、涂膜产品和涂膜设备等产品。

公司创始人徐耀博士

公司研发范围覆盖无机纳米粉体合成及改性、有机合成、胶体配制、薄膜性能研究等方面，做到了关键原材料自给自足，确保核心技术安全及路线，已申请国内专利32项，国际专利3项。且具备较为全面的仪器检测能力，有紫外光谱仪、红外光谱仪、流变仪、气相色谱仪、粒度仪、接触角测试仪、摩擦力测试仪、水汽透过率测试仪、高低温实验机、盐雾实验机，以及各种实验室小型镀膜机。