太陽能是目前世界上最具發展潛力的清潔能源之一。然而，當太陽能光伏板表面積聚灰塵和污垢后，日光穿透率與光電轉化效率將大大降低，24個月后效率損失可達30%。因此，太陽能光伏板需要定期清洗。

“讓太陽能光伏板產生‘荷葉效果’”

目前，太陽能光伏電站往往采用定期人工清洗的方式清潔光伏板表面。這種清洗方式操作規范難以統一，容易造成電池片隱裂、組件表面存在殘留水漬等問題，且人工成本高，增加運營負擔。

“我們改進的不是清潔技術，而是光伏板表面材料。”金名亮介紹，基于介電液晶高分子對電場的快速響應原理，團隊設計了一種可在硅太陽能電池板表面形成的、具有可控表面微納構形的液晶高分子薄層結構，以改進硅太陽能電池的表面性能，達到電池自清潔效果。

金名亮向記者展示了表面液晶高分子薄層的自清潔模擬視頻。通電后，原本平整的表面就變得凹凸不平，此時，光伏板表面的灰塵就會自動脫落。“荷葉不沾水、不沾灰塵也正是表面分子的凹凸不平，我們就是讓太陽能光伏板產生‘荷葉效果’。”金名亮說。

光伏發電激活介電液晶高分子性能

“在不通電狀態下，液晶高分子按照一定取向排列，薄膜是平整的；通電后，液晶高分子就會‘樹立’起來，導致形成凹凸不平的表面。而光伏發電正好可以為液晶高分子狀態改變提供電力支持。”金名亮介紹，業界對此類液晶高分子聚合物的研究已有三、四十年的歷史。3年前，團隊成員把液晶高分子的性能和光伏發電聯系到一起，就萌生了研發一種光伏自清潔玻璃涂層材料的想法。

過去幾年，該團隊一直嘗試在液晶大分子的基礎上摻雜功能性小分子，并對不同材料搭配的光伏板進行性能測試，以發揮材料的最優性能。“根據測試，每次清潔只需要耗費當日發電量的30%。按照慣例，光伏板每月只需清潔1至2次。”金名亮說。

同時，針對戶外與實驗室環境的不同，該團隊還要模仿戶外環境，對這種光伏自清潔玻璃涂層材料進行紫外線、酸性等測試。金名亮表示，他們計劃在1年內完成終試并引進第二輪融資，實現項目產業化。

新材料費用約是一年人工清潔成本

按照該團隊的估計，一個50兆瓦的光伏發電廠一年需要約100萬元的清潔維護費用。而這，正是發電廠采用自清潔材料所需的成本。“第二年開始，就無需再增加清潔維護成本。”金名亮說。

然而，目前這一新材料只能針對新建太陽能光伏發電項目，還無法實現對現有光伏板的技術改造。金名亮表示，把新材料匹配到已有光伏板上，是團隊下一步目標。

據金名亮估計，目前國內光伏板清潔維護市場規模大概在100億元左右。“即使按照新建項目只占市場百分之一估計，每年的清潔維護也有上億元。”