- 自我修復塗層可修復太陽能玻璃微小裂縫，提升強度七倍。
- 該塗層能減輕太陽能玻璃重量達 40%。
- 團隊正努力將塗層應用於全尺寸太陽能板。
- 新技術有潛力減少太陽能板製造所需的原材料和能源。
德國研究人員最近揭示了一種特殊的自我修復塗層，該塗層能夠修復太陽能玻璃中的微小裂縫，並降低其重量達 40% 以及提升強度至原有的七倍。這項技術由位於 Gräfelfing 的太陽能公司 EXXERGY 及其子公司 EXXOSQEL 研發。為了實現這一成果，該公司與維茨堡的弗勞恩霍夫矽酸鹽研究所 ISC 合作。這項創新還可能使太陽能板的重量減輕 30%。根據團隊的報告，實驗室測試已顯示出令人鼓舞的結果。
塗層使 0.08 英寸（2 毫米）厚的玻璃樣本強度提升了四倍。同時，厚度為 0.04 英寸（1 毫米）的樣本相比於未經處理的非強化玻璃，其強度增強了七倍。目前，團隊正在努力將該塗層調整為適用於全尺寸太陽能板。
塗層強度提升與應用
EXXOSQEL 的董事總經理託馬斯·索爾（Thomas Sauer）表示：「從實驗室樣本到大型太陽能模組的過程需要在材料合成、應用技術和模組製造方面具備豐富的專業知識。」玻璃是太陽能板的關鍵組件，因為它能保護太陽能電池及其他電氣部件不受天氣影響，並允許陽光通過。玻璃的重量佔太陽能板總重量的 80% 以上。傳統太陽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）之間。
然而，較重的設計可以達到每平方英尺 3.3 磅（每平方米 16 公斤）。使用較薄的玻璃可能減少太陽能板的重量，但同時會增加損壞的風險。生產商通常通過熱處理來加強玻璃，這使得裂縫擴散的難度增加。然而，當玻璃厚度降至 0.08 英寸（2 毫米）或更薄時，傳統的熱處理變得困難。
德國團隊的新塗層通過在裂縫內部形成化學鍵來解決這一問題。根據 EXXOSQEL 的說法，其材料形成一種三維（3D）複合結構，在分子層面上創造共價橋接。索爾補充道：「具體而言，我們從多個組件創建一種三維交聯複合材料，其基體在塗層施加後在微裂縫中形成共價橋接。」這些化學鍵提高了破壞玻璃所需的能量，使得較薄的玻璃片變得更為堅固。EXXOSQEL 預計，降低玻璃質量 40% 可以使某些太陽能板的整體重量減少 30%。
生產與技術成熟度
團隊現在的目標是使該塗層適合大規模生產。弗勞恩霍夫 ISC 正在幫助以每批最多 100 升（26.4 加侖）的量生產該塗層。該研究所還在努力自動化塗層過程，以便製造商能夠將其整合到現有的生產線中。同時，EXXERGY 正在與弗勞恩霍夫矽光伏中心 CSP 合作，測試在更大玻璃板和太陽能模組上使用該塗層。根據 EXXOSQEL 的說法，這項開發已接近技術成熟度水平 6（TRL 6），這表示一個模型或原型已在相關環境中進行展示。
索爾解釋了這一進展的重要性：「這意味著我們已經在接近實際應用條件下成功生產了初始原型，並正在進行壓力測試。」他們的下一個目標是達到技術成熟度水平 7。這一類別涉及在實際操作環境中展示該技術。如果成功，這種塗層可能會減少製造太陽能板所需的原材料和能源。
EXXOSQEL 將於 2026 年在杜塞爾多夫的 Glasstec 展示該技術的演示。該活動是全球領先的玻璃行業國際貿易展覽，將於 10 月 20 日至 23 日舉行。
項目 規格 玻璃厚度 0.08 英寸（2 毫米） 強度提升 四倍 重量減少 40%
新塗層技術對太陽能產業的影響
這項新技術的發展對太陽能產業具有重要意義。自我修復塗層不僅能提升玻璃的強度，還能顯著減輕重量，這對於提高太陽能板的效率和降低運輸成本至關重要。隨著環保意識的提升，減少製造過程中的原材料和能源消耗亦符合可持續發展的需求。若該技術能成功應用於大規模生產，將可能改變市場對太陽能板的設計和製造方式，推動行業進一步創新。