Немецкая индустрия фотоэлектрических решений готовит технологический прорыв в области защиты светочувствительных элементов. Находящееся в Грефельфинге предприятие EXXERGY совместно со своей дочерней структурой EXXOSQEL и специалисты Института силикатных исследований Фраунгофера ISC в Вюрцбурге разработали уникальный состав с эффектом самовосстановления, сообщает Interesting Engineering. Инновационное покрытие эффективно затягивает микроскопические дефекты в структуре солнечного стекла, обеспечивая снижение его массы на 40 % и одновременно повышая прочностные параметры до семи раз. Как сообщает eenergy.media, внедрение этой методики позволит сделать готовые солнечные модули легче на 30 %.
Защитное стекло служит главным барьером, предохраняющим внутреннюю электрику и фотоэлементы от климатических воздействий при сохранении высокой светопропускаемости. Именно на него приходится до 80 % общей массы конструкции. Стандартные гелиопанели весят от 11 до 13 килограммов на квадратный метр, а массивные варианты достигают 16 килограммов на квадратный метр. Попытка снизить вес за счет уменьшения толщины материала повышает риск его разрушения, так как классическая термическая закалка теряет эффективность при толщине стекла два миллиметра и менее.
Немецкая инновация решает данную проблему за счет формирования химических связей внутри повреждений. Материал образует трехмерную композитную структуру, создающую ковалентные мостики на молекулярном уровне. По словам разработчиков, они создают трехмерно сшитый композит из нескольких компонентов, матрица которого после нанесения формирует ковалентные связи в микротрещинах на молекулярном уровне. Данные соединения повышают уровень энергии, требуемый для разрушения материала, что делает тонкие пластины существенно прочнее.
Испытания продемонстрировали, что нанесение состава увеличивает устойчивость двухмиллиметровых образцов стекла почти в четыре раза. В свою очередь, одномиллиметровые образцы стали прочнее необработанного незакаленного стекла в семь раз.
На данном этапе специалисты работают над адаптацией технологии к масштабам серийного производства. Институтом Фраунгофера ISC уже налажен выпуск покрытия партиями до 100 литров и ведется автоматизация процессов нанесения для интегрирования в текущие заводские линии. Параллельно с Центром кремниевой фотовольтаики Фраунгофера CSP проводятся тесты на крупноформатных стеклянных листах и модулях.
Представители руководства проекта подчеркивают, что переход от лабораторного образца к крупному солнечному модулю требует значительного опыта в масштабировании синтеза материалов, технологии нанесения и производства модулей. На текущий момент разработка приблизилась к 6-му уровню технологической готовности (TRL 6). Это означает, что первые прототипы стандартных размеров уже успешно изготовлены в условиях, близких к реальным, и прямо сейчас проходят стресс-тесты.
Следующим этапом станет достижение 7-го уровня готовности с демонстрацией технологии в реальной операционной среде, что в перспективе снизит расходы сырья и энергии при изготовлении солнечных батарей. Официальная презентация действующей технологии состоялась в рамках ключевой международной выставки стекольной промышленности Glasstec 2026 проходившей в Дюссельдорфе 20-23 октября.
