- 自我修复涂层可修复太阳能玻璃微小裂缝，提升强度七倍。
- 该涂层能减轻太阳能玻璃重量达 40%。
- 团队正努力将涂层应用于全尺寸太阳能板。
- 新技术有潜力减少太阳能板制造所需的原材料和能源。
德国研究人员最近揭示了一种特殊的自我修复涂层，该涂层能够修复太阳能玻璃中的微小裂缝，并降低其重量达 40% 以及提升强度至原有的七倍。这项技术由位于 Gräfelfing 的太阳能公司 EXXERGY 及其子公司 EXXOSQEL 研发。为了实现这一成果，该公司与维茨堡的弗劳恩霍夫硅酸盐研究所 ISC 合作。这项创新还可能使太阳能板的重量减轻 30%。根据团队的报告，实验室测试已显示出令人鼓舞的结果。
涂层使 0.08 英寸（2 毫米）厚的玻璃样本强度提升了四倍。同时，厚度为 0.04 英寸（1 毫米）的样本相比于未经处理的非强化玻璃，其强度增强了七倍。目前，团队正在努力将该涂层调整为适用于全尺寸太阳能板。
涂层强度提升与应用
EXXOSQEL 的董事总经理托马斯·索尔（Thomas Sauer）表示：“从实验室样本到大型太阳能模块的过程需要在材料合成、应用技术和模块制造方面具备丰富的专业知识。”玻璃是太阳能板的关键组件，因为它能保护太阳能电池及其他电气部件不受天气影响，并允许阳光通过。玻璃的重量占太阳能板总重量的 80% 以上。传统太阳能板的重量通常在每平方英尺 2.3 至 2.7 磅（每平方米 11 至 13 公斤）之间。
然而，较重的设计可以达到每平方英尺 3.3 磅（每平方米 16 公斤）。使用较薄的玻璃可能减少太阳能板的重量，但同时会增加损坏的风险。生产商通常通过热处理来加强玻璃，这使得裂缝扩散的难度增加。然而，当玻璃厚度降至 0.08 英寸（2 毫米）或更薄时，传统的热处理变得困难。
德国团队的新涂层通过在裂缝内部形成化学键来解决这一问题。根据 EXXOSQEL 的说法，其材料形成一种三维（3D）复合结构，在分子层面上创造共价桥接。索尔补充道：“具体而言，我们从多个组件创建一种三维交联复合材料，其基体在涂层施加后在微裂缝中形成共价桥接。”这些化学键提高了破坏玻璃所需的能量，使得较薄的玻璃片变得更为坚固。EXXOSQEL 预计，降低玻璃质量 40% 可以使某些太阳能板的整体重量减少 30%。
生产与技术成熟度
团队现在的目标是使该涂层适合大规模生产。弗劳恩霍夫 ISC 正在帮助以每批最多 100 升（26.4 加仑）的量生产该涂层。该研究所还在努力自动化涂层过程，以便制造商能够将其整合到现有的生产线中。同时，EXXERGY 正在与弗劳恩霍夫硅光伏中心 CSP 合作，测试在更大玻璃板和太阳能模块上使用该涂层。根据 EXXOSQEL 的说法，这项开发已接近技术成熟度水平 6（TRL 6），这表示一个模型或原型已在相关环境中进行展示。
索尔解释了这一进展的重要性：“这意味着我们已经在接近实际应用条件下成功生产了初始原型，并正在进行压力测试。”他们的下一个目标是达到技术成熟度水平 7。这一类别涉及在实际操作环境中展示该技术。如果成功，这种涂层可能会减少制造太阳能板所需的原材料和能源。
EXXOSQEL 将于 2026 年在杜塞尔多夫的 Glasstec 展示该技术的演示。该活动是全球领先的玻璃行业国际贸易展览，将于 10 月 20 日至 23 日举行。
项目 规格 玻璃厚度 0.08 英寸（2 毫米） 强度提升 四倍 重量减少 40%
新涂层技术对太阳能产业的影响
这项新技术的发展对太阳能产业具有重要意义。自我修复涂层不仅能提升玻璃的强度，还能显著减轻重量，这对于提高太阳能板的效率和降低运输成本至关重要。随着环保意识的提升，减少制造过程中的原材料和能源消耗亦符合可持续发展的需求。若该技术能成功应用于大规模生产，将可能改变市场对太阳能板的设计和制造方式，推动行业进一步创新。