维度网讯，印度理工学院孟买分校（Indian Institute of Technology Bombay）的研究人员开发了一个预测框架，用于评估雨水暴露下太阳能板防污涂层的使用寿命。该研究整合了通过实验获得的降解参数、经过阿伦尼乌斯修正的Peck模型（该模型分别考虑温度和pH值对降解的影响）以及Miner规则（预测材料在循环变化应力下的失效），以估算涂层在真实户外条件下的耐久性。

研究人员通过在不同温度和pH值下进行加速浸泡试验，实验测定了四种商用疏水防污涂层的活化能和pH依赖性因子，随后将这些降解参数与不同地理位置的实际气象数据关联。研究小组用5厘米乘2.5厘米的太阳能玻璃样品考察了四种疏水涂层，其中三种标记为A、B和D的涂层基于含氟聚合物，另一种标记为C的涂层基于苯基硅氧烷。每种涂层各15个样品浸入pH可控的水溶液中，温度分别为25摄氏度、45摄氏度、65摄氏度和97摄氏度，以评估在模拟雨水条件下的降解行为。

测试表明，所有类型涂层的使用寿命均随温度升高而降低。科学家们还发现，基于含氟聚合物的涂层对pH值的依赖性显著高于基于苯基硅氧烷的涂层，这凸显了酸性条件下降解行为的差异。当45摄氏度下在pH为5、6和7的条件下进行额外实验后，进一步确认了涂层的pH依赖性因子。定期测量接触角，当接触角降至90度以下时判定涂层失效，这表明疏水性和自清洁能力丧失。

分析还显示，暴露于较高降水和酸性条件下的涂层使用寿命更短。涂层C对pH变化的敏感性最低，整体性能最稳定。研究人员指出，当所有涂层以低于其各自流挂角的倾角暴露时，在变化的pH值下使用寿命均缩短。

该研究的通讯作者Sonali Bhaduri表示，结果显示暴露在倾角小于其流挂角的涂层，由于表面水滞留时间延长，使用寿命显著缩短；与基于苯基硅氧烷的涂层相比，某些基于含氟聚合物的涂层对雨水pH值的依赖性更强。研究人员提醒，研究中提出的使用寿命预测应被解释为在特定条件下涂层性能的相对指标，而非实际使用寿命的精确估计，因为真实户外环境中涂层降解受多种环境应力因素的综合影响。

Bhaduri总结称，该方法为针对特定气候选择涂层提供了一条途径，可作为未来影响光伏可靠性和耐久性的复合环境应力因素模型的基础。相关研究成果以论文“Lifetime Prediction of Antisoiling Coatings Undergoing Degradation due to Rain”（因雨水发生降解的防污涂层寿命预测）形式发表在学术期刊Progress in Photovoltaics上。

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