有机聚硅氮烷与三嗪基吸收剂协同构建的UV固化疏水涂层在光伏玻璃长效耐久性中的应用研究

本文开发了一种结合有机聚硅氮烷（Polysilazane）疏水性与三嗪基UV吸收剂（UV-400）的UV固化涂层，用于光伏（PV）玻璃表面功能化。该涂层在可见光区透光率>91%的同时，实现124°水接触角（WCA）和全UVB波段（<375 nm）屏蔽，并通过85°C/85% RH加速老化1000小时验证其耐久性，为户外光伏模块提供自清洁与抗紫外一体化解决方案。

　　

Highlight

材料选择

聚硅氮烷（Polysilazane）因其强附着力、疏水性和耐侵蚀性成为涂层优选材料。有机聚硅氮烷（Durazane 1800）可使水接触角（WCA）突破100°，但传统室温固化需长达7天且硬度较低（～0.05 GPa）。本研究采用UV固化技术显著提升涂层硬度并缩短固化时间至2小时。

自清洁性能与聚硅氮烷浓度的关系

光伏性能高度依赖活性层接收的可见光（VIS）量，因此维持涂层高透光率至关重要。通过调节聚硅氮烷浓度（0-19.8 wt%），发现11 wt%时WCA达峰值124°，且平均透光率保持在>91%，完美平衡疏水性与光学性能。

结论

本研究成功开发出兼具自清洁和UVB屏蔽功能的光伏玻璃涂层。UV固化技术克服了聚硅氮烷硬度低、固化慢的缺陷，而三嗪基吸收剂（UV-400）选择性阻隔UVB辐射，协同实现96°稳定WCA和全UVB屏蔽。加速老化实验（85°C/85% RH, 1000小时）证实涂层光学与疏水性能无衰减，粉尘附着减少50%以上，为光伏模块户外长效防护提供创新方案。

作者贡献声明

第一作者Youjeong Kim负责初稿撰写、数据整理与方法设计；Teajin Ha提供分析软件与资源支持；H.J. Jeon参与方法优化；Suriyadi Tjiu负责文献综述；通讯作者Seungha Yoon统筹研究设计与成果验证。

利益冲突声明

作者声明无潜在利益冲突。

致谢

研究得到韩国能源技术评估规划院（KETEP）与产业通商资源部（MOTIE）（RS-2024-00436787）及韩国生产技术研究院（KITECH EH-25-0010）资助。