科创中国

光伏产业是全球主要国家高度重视和竞相发展的新兴产业。截止2022年12月底，中国光伏发电装机容量达到3.9亿千瓦，成为全国仅次于火电、水电的第三大电源形式。据预测，2023年底光伏发电装机将突破5亿千瓦，成为全国第二大电源。光伏行业已经成为我国少有的取得国际竞争优势，实现端到端安全可控，并有望率先实现高质量发展的战略性新兴产业。 当前的大规模光伏应用中，复杂恶劣的户外环境对光伏组件的性能提出了严峻考验。光伏电池组件在运行维护中面临三个问题，（1）光伏板使用环境较差，如粉尘、风沙、鸟粪等污染，大幅降低了发电量。（2）光伏电板温差变化大，导致机组热辐射损耗增加，使用寿命降低。（3）光伏玻璃表面反射率高达8%，导致太阳光输出能量降低。我们采用自主研制的石墨烯量子点复合涂层材料，具有红外光上传换、超亲水自清洁、可见光增透等优异特性，综合增发电量超过国外同类产品，处于国际领先水平。材料已经规模化量产，目前已在内蒙、云南、浙江等地产业化应用，实施面积已达8万平米以上。光伏电站增发＞5%，经济效益显著。

目前SiO2材料是增透膜应用中使用最多的材料，通常采用高温固化工艺，而目前中国光伏发电装机容量约在3.9亿千瓦以上，这些既有太阳能电池显然无法使用高温固化工艺。常温固化多功能增透膜材料正在受到国内外科研与产业界的广泛重视。本项目采用创新方法合成新型石墨烯量子点纳米涂层材料，并将这种新材料与光伏电池板结合，通过纳米表面改性赋予其新的功能。团队从2021年12月份开始在内蒙地区光伏电站开展自洁增效涂层的示范应用，综合电量增发＞5%，优于美国3M和日本伊藤会社的同类产品（约2%）。2022年，团队和蒙能集团、大唐集团的重点研发项目均获得立项资助，目前已经在内蒙地区实施了10 MW光伏电站的示范工程，经济效益显著。

太阳能光伏组件最主要的性能之一是光电的转化率。目前，我国太阳光伏组件制造企业也开始研制清洁长寿命太阳能光伏组件，但目前市场的各类太阳能组件都存在一些质量问题，而且太阳能电池板的钢化玻璃层表面难免会粘附上一层灰尘，即使在雨雪天气，雨水的流动也不易把灰尘带走，从而使得太阳能电池板能接收到的有效光照强度大大降低，从而使得太阳能光伏组件所能产生的电能也随之降低。

本项目发明的自洁增效涂层可以有效地提升电池的质量和转化效率，具有广阔的市场应用前景。

孙静为中科院上海硅酸盐研究所研究员，博士生导师。长期从事于纳米功能材料的可控合成、纳米复合材料构筑等方面的规律发现与应用探索。获得全国三八红旗手、国家百千万人才、上海市领军人才、上海市优秀学科带头人等称号。作为项目负责人主持完成了国家重点研发项目、国家自然科学基金委、中科院战略性先导科技专项A类子课题、上海市科技创新项目等多项科研任务。已在Adv. Mater.，Nano Energy, ACS Nano，J. Am. Chem. Soc., Carbon, J. Mater. Chem.等国内外核心期刊发表学术论文310余篇，他引一万余次，H因子 64。拥有授权专利48项，转让3项。谢晓峰为中科院上海硅酸盐研究所研究员，博士生导师，长期专注于纳米材料构-效关系及催化降解特性的基础研究与应用推广。作为项目/课题负责人主持国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院STS项目、上海市科委项目、上海市经信委、内蒙古科技厅重点研发计划、企业横向课题项目等二十余项，金额累计3000余万元。申请专利32 项，获授权28 项。

国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院STS项目资助下，材料已经规模化量产，目前已在内蒙、云南、浙江等地产业化应用，实施面积已达8万平米以上。光伏电站增发＞5%，经济效益显著。

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