隨著社會經濟發展，世界各國的太陽能光伏電站建設與運營也進入高峰期。另一方面，太陽能光伏發電板因表面污染而致使發電效率降低也成為急待解決的問題。太陽能光伏發電板的自然污染難以避免，為保持光伏發電板的發電效率，需要定期人工清潔，這需要龐大的清潔費用。而且，太陽能光伏電站基地大多數建設在郊外（中東國家大多數設置于沙漠地帶，更是具有沙塵大、雨水少的氣候條件），光伏發電板因沙塵覆蓋大幅度降低發電效率。

要持續保持光伏板表面清潔，在這些環境下的人工清潔困難重重且費用較高，而且會對太陽能光伏發電板的表面增透光涂層造成較快的破壞而致透光率加快衰減。所以，研發適用于光伏領域的超親水自清潔涂料變得越來越重要。在眾多的材料中，TiO2及以其為主體摻雜無機金屬離子或氧化物、稀土元素而成的復合納米材料成為了目前關注和研究的熱點，其超強親水性、吸收紫外線能力、可以分解有機物、增加透光率等特性特別適合應用于自清潔涂料領域。

• 超強親水性

研究認為在光照條件下，TiO2表面的超親水性起因于其表面結構的變化。在紫外光照射下，TiO2價帶電子被激發到導帶，電子和空穴向TiO2表面遷移，在表面生成電子空穴對，電子與Ti反應，空穴則與表面橋氧離子反應，分別形成正三價的鈦離子和氧空位。此時，空氣中的水解離吸附在氧空位中，成為化學吸附水（表面羥基），化學吸附水可進一步吸附空氣中的水分，形成物理吸附層。從外觀上來看，水在表面不會形成水滴而是水膜，因此也具備防霧功能。

• 分解有機物

納米TiO2在光的照射下，會產生出氧化能力極強的自由羥基和活性氧，具有很強的光氧化還原功能，可氧化分解各種有機化合物和部分無機物，能破壞細菌的細胞膜和固化病毒的蛋白質，可殺滅細菌和分解有機污染物，把有機污染物分解成無污染的水和二氧化碳。因此，應用納米二氧化鈦涂層后，可以將粘附在光伏組件表面的有機污染物分解，如鳥糞等，防止長時間熱斑對光伏電池的影響，提高組件安全性和穩定性。

• 吸收紫外線能力

眾所周知，組件背板成分和EVA均屬于高分子材料，紫外線能量引發斷鍵從而導致材質老化的影響非常明顯，老化后的材料會出現發黃、降解、開裂等問題，嚴重影響組件發電量、使用壽命，甚至使用安全。所以，減少紫外線對EVA和背板的照射量，能夠有效的減緩材質老化的。

納米二氧化鈦中成分的納米尺寸效應可以使其在紫外光波段發生非常明顯的吸收，吸收的紫外線波段能量可轉化為光解反應動能。納米二氧化鈦在400nm以下的紫外線波段吸收率接近100%。在玻璃上使用可以降低背板和EVA的紫外線吸收量，大幅減緩組件背板和EVA的老化，延長組件使用壽命。

• 增加透光率

當膜層內的粒子尺寸和形態等均達到最佳效果時，TiO2納米膜層可以通過減小玻璃表面的粗糙度等特性幫助玻璃表面提升透光率，尤其在入射角較大情況下，透光量會有一定程度的提升。除此之外，由于納米二氧化鈦在特定狀態下具有光致發光和上轉換發光特性，可以將短波和長波長能量轉化為可見光波段能量，增加了入射光，有效地提升光伏組件的發電量。