太阳能光伏面板疏水纳米涂层的自清洁性能：提升尘埃环境下的发电效率与热管理能力|pdms|光伏面板|发电效率|太阳能光伏|涂层|电池板|疏水|纳米|自清洁性能

•疏水纳米涂层在尘埃条件下提升了高达19.12%的PV效率。

•PDMS/Zn-SiO₂涂层将面板温度降低12°C，提升了功率输出。

•自清洁涂层将与尘埃相关的效率损失从3.1%降至仅0.4%。

•涂层面板显示对流热损失高出55瓦/平方米。

摘要

太阳能光伏（PV）电池板在全球清洁能源生产中发挥着重要作用。本研究考察纳米涂层在暴露于真实恶劣户外条件下对光伏电池板性能的影响。为理解涂层对光伏板性能的影响，面板涂覆了PDMS/Zn-TiO₂、PDMS/Zn-Al₂O₃和PDMS/Zn-SiO₂纳米复合材料。涂层光伏板的性能与手工清洁和未清洁板进行了比较。所施加的纳米涂层具有疏水性质。这些面板采用高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、紫外-可见光谱、表面润湿性和扫描电子显微镜（SEM）进行表征，研究了纳米涂层的分子分布、太阳能吸收速率、自清洁特性及表面形态。编译陈讲运

结果显示，纳米涂层光伏电池板在电和热性能上优于手动清洁和未清洁的电池板。值得注意的是，PDMS/Zn-SiO₂涂层允许300 nm至400 nm的太阳辐射波长，电效率提升3.67%，面板表面温度下降9°C，对流和辐射热传递速率分别降低48.8 W/m²和71.6 W/m²，相较未清洁面板。所有面板均经过7周测试，其中PDMS/Zn-TiO₂、PDMS/Zn-Al₂O₃和PDMS/Zn-SiO₂纳米复合材料涂层面板的电效率仅下降0.4%，而未清洁面板则显示电效率下降约3.1%。纳米涂层提供了耐用、被动且自清洁的解决方案，自然提升热调节性能，提升能量输出，并降低运营成本。