発電量を高めるPerformance+技術

発電量を高めるPerformance+技術

自然は何百万年もかけて、光を管理するための完璧な解決策を生み出してきました。当社のお手本はバラの花びらです。その表面には、光を最大限の効率で花びらに取り込むよう最適化された、魅力的な階層的マイクロ・ナノ構造があります。この特性により、バラの花びらは極めてマットに見え、光沢がまったくありません。これは、光がほとんど反射されていないことの明確な証拠です。

カールスルーエ工科大学(KIT)での長年の研究に基づき、当社はこの見事な反射防止メカニズムを解明し、太陽電池における光の管理に革命を起こそうとしています。

バラの花びらに基づくこのテクスチャーは主に太陽光パネルの発電量向上を目的としたもので、当社のXRF防眩フィルムとは異なります。

Rendering of microstructure of rose petal surface for light incoupling into solar modules

階層的なマイクロ・ナノテクスチャー

詳しく見ると、バラの花びらの表面には、ランダムに配置された無数の小さな円錐構造があります。高いアスペクト比(円錐構造の高さと幅の比率)と、円錐表面にある特殊なナノのしわが、特に浅い入射角において従来の反射防止コーティングをはるかに上回る特別な反射防止効果をもたらします。Phytonicsはこの技術の特許を取得しています(DE102021206851A1)。

発電量はどれくらい向上するのか?

太陽が低い位置にあっても最大の出力。Phytonicsの技術は、特に浅い入射角でその強みを発揮します。

このグラフは、短絡電流と、入射角に応じた改善率を示しています。参照モジュールの発電量は光が浅くなるにつれて大きく低下しますが、バイオニック表面は高い電流出力を維持します。60度を超える入射角では、効率が相対的に最大50%向上します。これにより、特に太陽が低い時間帯において、一日を通じて、また年間を通じて、はるかに安定した発電プロファイルが得られます。

反射輝度

高いアスペクト比を持つ階層的なマイクロ・ナノ構造により、Performance+技術は優れた防眩性能も備えています。モジュール表面に100000ルクスという極端な照度が当たり、入射角が70度と浅い場合でも、反射輝度は3000 cd/m²未満にとどまります。技術的な基準を打ち立てるトップクラスの値です。

  • Mastering

    センチメートル規模の微細構造マスターは、3Dプリンティング(2光子重合)によって製造されます。

  • スケールアップ

    次に、構造マスターをニッケル製のシムに転写します。これを複数の工程で平方メートルサイズまでスケールアップします。

  • フィルムマスターの製造

    その後、微細構造はエンボス加工によってニッケルシムからフィルムへ、1.30m以上の幅で転写されます。このフィルムは、ロール・ツー・プレート工程でソーラーガラスに構造を転写するために使用されます。

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産業規模での製造

最先端の研究から量産へ。高精度な構造マスターを人工的に製造することで、バイオニックテクスチャーを平方メートル規模の大判サイズにスケールアップすることに成功しました。

Phytonicsは、ソーラーガラスに微細構造を施すための高効率な産業用コーティングプロセスを開発しています。コーティングされたガラスは、一切の調整なしにそのままあらゆるPV生産ラインに組み込むことができます。こうして、未来志向のバイオニクスを物流上の追加負担なしに直接市場に届けます。

Vorher/Nachher-Aufnahme eines PV-Dachs, das von Phytonics beschichtet wurde.

最初の実証プロジェクト

すでに複数の住宅の屋根に、当社のバイオニックPerformance+コーティングが施工されています。この技術は反射損失を大幅に最小化するため、写真では左側の標準的な太陽光パネルよりも暗く見えます。