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Fluorfreie Beschichtung steigert Effizienz von Solarmodulen deutlich
Eine neu entwickelte, fluorfreie Beschichtung verbindet hohe Hydrophobie, Selbstreinigung und thermische Regulation für Photovoltaikmodule. Unter staubigen Bedingungen erhöht sie die Leistungsabgabe um bis zu 45 % und senkt die Modultemperatur um bis zu 10 °C.
Die Effizienz von Photovoltaikmodulen (PV) wird durch Staubablagerungen und Überhitzung erheblich beeinträchtigt. Herkömmliche Lösungen wie fluorierte hydrophobe Beschichtungen stehen jedoch wegen ihrer Umweltpersistenz, begrenzten Haltbarkeit und schwierigen Skalierbarkeit zunehmend in der Kritik. Ein internationales Forschungsteam um Jafari hat nun eine fluorfreie, industriell skalierbare Beschichtung entwickelt, die gleich mehrere Funktionen kombiniert: Staubabweisung, mechanische Belastbarkeit und thermische Regulierung.
Die Beschichtung basiert auf einem UV-härtbaren, silikonmodifizierten Acrylatharz, das mit oberflächenmodifizierten SiO₂- und ZnO-Nanopartikeln kombiniert wird. Die so entstehende hierarchische Mikrostruktur liefert eine hohe Hydrophobie mit einem Wasserkontaktwinkel von über 140° und eine ausgeprägte Infrarot-Reflektivität.
Lesetipp: Pigment- und Füllstoff-Tabellen
Mit der 6. Auflage der Pigment- und Füllstoff-Tabellen steht ein unverzichtbares Nachschlagewerk für die Lack- und Farbenbranche bereit. Das Standardwerk bietet einen umfassenden Überblick über verfügbare Pigmente und Füllstoffe – von klassischen RAL-Farbtönen bis hin zu funktionellen, Metall- und Effektpigmenten. Dank übersichtlicher Tabellen in mehreren Sprachen, einem detaillierten Marken- und Herstellerverzeichnis sowie praxisnahen Erklärungen ist es ein zuverlässiges Arbeitsmittel für Forschung, Entwicklung und Produktion.
Deutliche Leistungssteigerung unter Praxisbedingungen
Unter Sonneneinstrahlung reduziert die Beschichtung die Modultemperatur um bis zu 10 °C. Kontrollierte Tests unter simulierten staubigen Bedingungen zeigten, dass beschichtete PV-Module eine um bis zu 45 % höhere Leistungsabgabe gegenüber unbeschichteten Modulen aufweisen. Damit bleibt die Modulleistung auch unter Verschmutzungsstress weitgehend erhalten.
Zudem überzeugt die Beschichtung durch eine ausgeprägte mechanische Beständigkeit sowie chemische Stabilität unter UV- und Wärmeexposition wie auch in sauren und alkalischen Umgebungen. Damit eignet sie sich auch für den Einsatz in klimatisch anspruchsvollen Regionen.
Skalierbare Herstellung ohne Fluorverbindungen
Durch den Verzicht auf fluorierte Verbindungen und die Verwendung skalierbarer Spin-Coating-Verfahren in Kombination mit einem schnellen UV-Härtungssystem adressiert die Entwicklung zentrale Herausforderungen hinsichtlich Umweltverträglichkeit und industrieller Integration. Die duale Funktionalität – simultane Minderung von Verschmutzung und thermischer Belastung – eröffnet einen vielversprechenden Weg, die Effizienz und Lebensdauer von Solarparks im Einklang mit globalen Dekarbonisierungszielen zu steigern.
Quelle: Jafari, P. et al. Durable highly hydrophobic coating for solar panel with benefits of self-cleaning, thermal insulation and increased energy harvesting. J. Coat. Technol. Res. 23, 1579–1600 (2026).
