万物生长靠太阳，人类离不开太阳，人类对太阳能的利用亘古就有，现在工业化的主要利用方式包括光伏、光热发电和直接热利用（热水器、集热器、太阳灶）。随着技术进步和工业化水平提升，现代的太阳能利用技术日益成熟、普及和规模化，太阳能作为绿色清洁新能源日益受到重视，发展步入快速通道，同时也在向世界输出太阳能技术、产品、人才和资金。太阳能新能源的发展，是改革开放的成果，也是新的涂料研究开发和市场机会。

1　太阳能新能源

所述太阳能新能源主要指的是太阳能发电——把太阳能转化为电能，包括光伏发电和光热发电2种方式或途径。光伏发电发展先于光热发电，与风电新能源一样，太阳能发电也主要集中在北方，但光伏装机的重心已经开始由此前的西北地区向中东部地区转移，塌陷地、荒地、盐碱地乃至水面成为装机优选地点。分布式光伏发电以企业屋顶为主，浙江、江苏、安徽、山东和广东等经济发达地区装机量领先。

太阳能是国家重点支持和鼓励的新能源领域，地方政府参与和投入的积极性也很高，在光热资源集中的区域有大量企业入驻，有大手笔投入，新的产业也在培育。另外税收也是地方政府热情高涨的因素所在：戈壁滩可按每平方米1元收取土地使用税。大唐甘肃武威太阳能电站（2008年12月投产）是全国首个荒漠化太阳能并网发电项目，中广核敦煌10MW项目（2010年12月建成）是全国首个并网特许权示范项目。

按照2016年12月发布的《太阳能发展“十三五”规划》，到2020年年底，中国光伏发电装机容量指标为105GW、光热发电装机容量指标为5GW。但是截至2018年9月份，光伏发电累积装机量已经达到165GW，远超“十三五”规划的目标，见图1。

2016年9月确认太阳能热发电示范项目，共20个入选（见图2），总装机134.9万千瓦，包括9个塔式电站、7个槽式电站和4个菲涅尔电站。

我国“十三五”光热发电规划实现500万千瓦装机目标，地方性的光热“十三五”发展规划看起来也似乎更具雄心。

2　太阳能涂料

作为工业产品，对应的太阳能涂料主要包括金属支架与边框涂料、混凝土基础涂料、电池板或集热板（管）玻璃外表面涂料、电池板内封装透明导线涂料、电池板背板封装涂料、热发电反光镜面及镜背涂料、集热板（管）内壁选择性吸收涂料、太阳灶涂料等。另外，同样具备涂层概念的地面灰尘稳固材料，也可纳入太阳能涂料概念领域。

金属支架与边框涂料（见图3）：目前较为通用和普遍的防腐方案是热镀锌。薄板材冲压制成品一般使用户外型粉末涂料，较厚材料制成的立柱一般使用钢结构涂料，角铁等黑金属边框更多的是使用热镀锌工艺处理，一些制造企业也提出了选用涂料的要求，需要关注和技术支撑。铝型材等有色金属边框使用涂料时，多选择透明涂料。

举例项目：光热发电定日镜（向日葵）支架：主梁直径219mm，厚度3mm，长度5250mm，重约120kg，表面积8m²；同直径和厚度的立柱长1670mm，重约36kg，表面积2.8m²、其涂装要求是，外表面为冷喷锌60μm＋金属面漆20μm，内表面为环氧富锌底漆60μm（含锌80%）＋环氧厚浆涂料80μm。一个50MW光热电站所配置支架的质量大约为2.5万吨，一般的镀锌加工周期需要4～8个月，涂装没有积累数据。

混凝土基础涂料：主要是针对盐碱化严重或地下水相对丰富等环境比较恶劣、容易冻融的荒漠电站，特别是较小基础最容易被毁坏，防水设计比较重要，但基本不被重视和实施。

电池板内封装导线涂料：主要是银浆类涂料（印刷油墨），由于导线存在遮挡（大面积时更需要重视）而影响到发电效率，透明导电的价值得以凸显。

电池板背板涂料：涂层型背板材料是光伏背板的新材料、新工艺，有报道采用FEVE氟树脂制造背板涂料。

集热板（管）内壁选择性吸收涂料：涂料法不同于常见的真空磁控溅射法制造工艺技术，太阳能光谱选择性吸收涂层是研究的重点，如中国科学院兰州化学物理研究所研制陶瓷太阳能吸热膜制备技术等。此类技术也可延伸到相关应用领域。

3　太阳能玻璃涂料

具备市场化、规模化价值的，除了支架涂料，就是玻璃涂料，以光热发电为主，主体较少。随着光热发电市场的启动，会日益受关注。

3.1　玻璃表面涂料

使用在电池板或集热板（管、反射镜面）玻璃表面，涂料需要具备高透光、低反射、高耐污、高耐磨、易清洁、好冲洗等特点（见图4），甚至增加透光率。灰尘对光热电站的影响，以华强兆阳位于张家口市张北县15兆瓦的光热电站为例，正常条件下平均每日灰尘污染造成的镜面直射光反射率下降，远超2%。

对此类涂料及时给予市场关注的、见于报道或介绍的有西北永新（2012年）、青海荷洁（2013年）、北京莱恩创科SSG（2013年）、中国科学院西安光机所（纳米ZnO-SiO₂，2016年）＋西安钧盛JS-2系列、北京迅维绿能（中科院技术合作）、中科院理化所（2013年）＋北京中科华纳、苏州蓝锐、苏州朗迪（LAR1250、AS998）、莱阳子西莱、天津瑞丰等。2019年1月21日，国家电投集团中央研究院发布了自主研发科技创新成果，其中包括自清洁增透纳米薄膜，资料介绍接触角5°±10°，透光率平均增加3%，镀膜光伏组件放置28d几乎和未镀膜相同，使用2～3年，目前主要应用于光伏。新的太阳能光伏及光热发电用自清洁涂层玻璃标准主要起草单位为北京莱恩创科。

随着光热发电项目建设、技术的迅猛发展和面临的成本下降压力，光热电站各环节的技术创新在全球范围内积极展开，如何保持镜面反射效果、降低镜面清洁用水、提升清洁效果、改进清洁方式是其中一个重要课题，涂层技术的作用也有待深入研究。

3.2　玻璃反射镜镜背涂料

热发电的前提是光照和地域，且多在空旷无人地区。反射镜是太阳能光热电站中用量最大、最为核心的关键部件之一，为了保证反射镜在严酷的自然气候环境下拥有正常使用25年以上的寿命，反射镜需要具备良好的耐候性，而影响其耐候性的关键又在于涂在反射镜背面的保护涂层及其性能和可靠性。

镜背涂料实际是涂覆在反射金属涂镀层表面，常见的玻璃反射镜，其主流结构组成为6层，分别为超白玻璃基层、镀银层、镀铜层、底漆涂层、中漆涂层和白色面漆涂层（3层涂料各自的厚度一般要求大于30μm）。

镜背涂料相关资料、研究报道较少，中昊北方2014年有相关研究的公开文章，为双涂层体系。Valspar（威士伯）从里到外的3层涂层分别为底漆丙烯酸树脂、中涂醇酸树脂和面漆聚氨酯。浙江芬齐涂料密封胶有限公司有水性镜背涂料，其2014年产值2.5亿元，依其资料推算的每万千瓦光热发电需要的镜背涂料是51～66t。首批示范项目的镜背涂料总需求是6900～8800t（见表1）。

表1　光热反射镜涂料测算

3.3　玻璃涂料市场

由于太阳能光热发电是近几年逐渐发展起来的产业，也相对比较分散、小众，一些需求也未必明确和迫切，因此，太阳能涂料的概念、规模、产品等也就相对模糊，还没有形成体系，或得到系统重视和安排。目前技术、产品和市场的重点是支架涂料、电池板保护玻璃涂料、光热发电涂料体系。从涂料企业的角度需要看技术投入、难度与市场规模，甚至需要开发市场。从使用的角度，需要认知过程，更看重性能和功用，好在玻璃等容易实现工厂涂装。

反射镜厂商，有Flabeg、Rioglass为代表的外资品牌，也有中海阳禅德、台玻集团、武汉圣普、大明玻璃、中建材濮阳及玉门、杭州大明、深圳杰之洋、东莞千皓等。

4　太阳能涂料存在的问题及课题

一是从目前实际看，涂料行业没有抓住太阳能支架这一市场，错失了一些机会。太阳能支架是太阳难以直接辐射到的（立地支架下部除外），涂层耐久性就大为增强，从与风电塔架的使用实践相比，在性能上不应该存在任何问题。但同时镀锌也面临一些问题，如从成本、环保角度，支架镀锌加工在河北成本大约每吨2000元左右，而因环保原因在西部镀锌的价格超过8000元。此外，对于结构精准度的影响，涂料行业面临涂装效率和速度等问题，仍需要解答。

二是综合服务能力，钢结构（厂房、支架）、化学车间（高温熔盐，如敦煌10MW项目熔盐储量5800t，可满发15h）、办公楼、玻璃正反面、混凝土吸热塔等，均需要涂层保护或装饰。即使是单一涂层或涂料体系，也需要有相应的能力作为保障。主动式控制或减少区域性灰尘发生的地面灰尘稳固材料——固沙剂也应是其中的解决方案。

三是创新服务能力，把太阳能涂料的专门研究、长期跟踪、运营验证、客户一体化有机结合起来，把太阳能除尘方式与镜面涂层、镜面保护结合起来。

四是产业链或产业生态，太阳能利用是发展的成果和表现，光伏已经稳定和相对成熟，光热还始于起步、启动阶段，光热产业链正在构建之中，早布局、早进入才能抢得先机。

五是用好政策，与新能源产业相关的材料，涂料是其中之一。除了从市场方面延伸用途，从技术、功能等方面更具备新材料的特性，是国家相关政策支持的重点方向。