近日,我校物理与电子工程学院青年教师周亚亚、马艺冰与南京大学葛海雄教授团队以“A disordered nanostructured surface for ultra-transparent, self-cleaning and durable photovoltaic glass”为题在国际权威期刊《Nano Research》(中科院一区TOP,IF=9.5)上发表研究成果。该成果是我校在微纳光学与绿色能源材料交叉领域的新进展,为光伏发电产业清洁低碳转型提供了关键技术支撑。阜阳师范大学为第一完成单位。

图1:可控无序纳米柱阵列高透光自清洁光伏玻璃设计原理图
光伏发电是实现“双碳”目标的关键技术,然而户外太阳能面板面临一个棘手问题:灰尘、花粉等污染物堆积在玻璃表面,导致发电效率衰减。传统人工清洁不仅成本高、耗水大,还易造成表面损伤。尽管赋予表面超疏水特性以实现“自清洁”被视为理想方案,但构建超疏水所需的微观结构,往往会引发光散射,导致透光率下降。这一固有矛盾,长期制约自清洁光伏玻璃的实际应用。针对上述瓶颈,团队提出“可控无序”设计思路。通过调控纳米柱阵列高度,在赋予表面粗糙度的同时,有效抑制周期性结构可能产生的光学衍射和干涉,使入射光在界面发生非相干散射,避免了特定方向上的虹彩效应。这种设计打破了“高粗糙度必然导致高雾度”的认知,实现透光率>95%、雾度<1%的优异光学性能。

图2:柔性纳米压印工艺制备无序纳米柱流程示意图
此外,团队利用低表面能氟化UV树脂与柔性PET衬底,通过柔性压印工艺获得可重复使用的柔性复合模板。该工艺全程无需高温,避免了对聚合物功能层或薄膜电池的热损伤。更为关键的是,单张母版可批量复制出数百张柔性模板,每张模板可重复压印数次,降低了制造成本,且有望与卷对卷生产工艺结合,实现“印刷式”制造。
该研究得到国家自然科学基金、安徽省教育厅创新团队项目等多项课题支持。成果的发表,体现了阜阳师范大学依托高层次人才队伍与协同创新机制,围绕微纳结构调控、光伏功能材料方向开展高水平科学研究的显著成效,也为学校学科建设和高水平科研成果培育提供了有力支撑。
文章链接:https://doi.org/10.26599/NR.2026.94908912
(撰稿、图片:周亚亚 单位审核:朱勇 宣传部初审:杨飏 终审:王清)