光伏發(fā)電產業(yè)化發(fā)展，特種材料和涂料將起重要作用
我國太陽能較豐富的區(qū)域占國土面積2/3以上，年輻射量超過60億J/m2，每年地表吸收的太陽能大約相當于1億～7億t標準煤的能量，特別是西北、西藏和云南等地區(qū)，太陽能發(fā)電資源尤為豐富。
光伏發(fā)電是利用太陽光的光生伏特效應(Photovoltaiceffect)，由光子(光波)轉化為電子、光能量轉化為電能量。
太陽能光伏發(fā)電的關鍵裝置是太陽能電池，現(xiàn)在已是成熟的技術，推廣的難點是硅材料短缺和發(fā)電成本過高。目前光伏發(fā)電的成本仍在4～6元/(kW·h)，離商業(yè)化有較大的距離。擴大晶體硅片的生產規(guī)模可解決太陽能電池用的硅材料的短缺問題，但對成本降低的幅度不大。目前國內外都在致力于降低太陽能發(fā)電的成本，但國外的有關報道要多一些。
美國加州理工學院最近研發(fā)出一種新的太陽能電池，將硅線陣列嵌入有機聚合物中，是將硅晶材料和特殊聚合物材料復合，硅材料只占2%，98%都是有機聚合物，代替太陽能電池中最昂貴的硅材料，可以大幅度降低太陽能電池的成本，從而可大幅度降低太陽能光伏發(fā)電的成本。
光伏發(fā)電成本降低的另一個措施是減少太陽能電池中光能反射損失和光致降解造成的發(fā)電損失。日本立邦涂料(NipponPaint)開發(fā)了提高背板反射率的“薄膜用高白色涂料”和防止玻璃附著臟物的涂料“NippeClystacoat”。高白色涂料應用于構成太陽能電池模塊的背板，目的是將95%穿過的太陽光反射并導入單元，從而提高轉換效率，膜厚30～50μm時效果最好。涂層的耐候性和抗紫外線性能通過檢測證實優(yōu)良。NippeClystacoat(涂料)是涂覆在太陽能電池模塊表面的玻璃上。因其親水性效果，玻璃表面的灰塵和污垢可由雨水沖刷干凈，能夠有效防止玻璃污垢造成的發(fā)電量下降。
帝斯曼功能涂料部對其太陽能防反射涂層體系采用浸潤或者噴涂的涂裝工藝，將特殊的涂料涂覆于超白光伏太陽能玻璃表面，其獨特的單層納米結構將太陽能電池的玻璃片的光透過率提高了4%，太陽能電池組件效率由此得到相當大的改善。這種防反射涂層系統(tǒng)在改進光透過率的同時還將大幅度降低太陽能系統(tǒng)的成本。
Sixtron先進材料公司于2010年1月推出其Silexium的專利涂料技術，涂有這種可減太陽光反射的鈍化涂料的太陽能電池，與傳統(tǒng)硅烷基SiNX涂層的太陽能電池相比，可減少太陽能電池的光致降解至少達88%。
太陽能熱水器用涂料“大有作為”
太陽能最廣泛的利用方式是太陽能熱水器，2007年全球太陽能熱水器折合提供電力1.28億kW。我國太陽能熱水器2008年總集熱面積運行保有量約1.35億m2，年生產能力超過2500萬m2，比2007年增長10%，使用量和年產量均占世界總量的一半以上。太陽能熱水器基本實現(xiàn)了商業(yè)化，并大量出口亞洲、歐洲、非洲等幾十個國家。
全國有1300多家太陽能熱水器生產企業(yè)，同時帶動了玻璃、金屬、保溫材料和真空設備等相關行業(yè)的發(fā)展，對涂料也有推動作用。太陽能熱水器需要吸熱、集熱、保溫、防凍等特種涂料，以及防腐與耐候性優(yōu)良的涂料，總的年用量估計也很可觀，但目前尚未見相關報道。
太陽能熱發(fā)電用特種涂料要“未雨綢繆”
太陽能聚光熱電技術就是利用太陽的光，加熱循環(huán)水使其轉換為蒸汽推動汽輪機發(fā)電，是一種只運用太陽的光和水來發(fā)電的技術。
從20世紀70年代初開始，美、德、法、日等國開展大規(guī)模研發(fā)太陽能熱發(fā)電技術，到80年代美國發(fā)展很快，僅加州就建設了10座總裝機容量為45萬kW的太陽能熱發(fā)電裝置；2010年還要建行8座太陽能熱發(fā)電站，總裝機容量為200萬kW。
太陽能聚光熱電裝置需要捕獲太陽光并聚集到蒸汽鍋爐加熱水以產生蒸汽，蒸汽再推動發(fā)電機發(fā)電。捕獲太陽光材料需要用涂料保護以增加太陽光捕獲率，目前使用的涂料多屬具有納米結構的涂料。聚光面的背面需用保溫隔熱并能耐高溫的涂料。對于蒸汽產生后的發(fā)電設備所需涂料與普通熱電站所用涂料相同。
最近報道，國內首個關于建立太陽能聚光電機組的總代理協(xié)議日前在北京簽署，總投資額超過50億美元。提供技術方為美國Esolar公司。按協(xié)議規(guī)定，未來10年內，將在中國建立200萬kW的太陽能聚光機組，同時配合生物質的互補發(fā)電機組。這些項目不僅填補了國內太陽能熱電領域的空白，并且為我國正在運行的火力發(fā)電廠、生物質發(fā)電廠進行嫁接。
這個項目每年會減少1500萬t的CO2，相當于栽植了85.34億m2森林，或減少290萬輛汽車尾氣排放。無疑，這個項目也是特種涂料要開拓的一個新領域，現(xiàn)在應該關注，提前研發(fā)相應的特種涂料。