Novel Photocatalysts Nanocoatings for Self-Cleaning Photovoltaic Modules in Kuwait

التنظيف الذاتي باستخدام الط اءات النانوية هو واحد من أكثر التقنيات جاذبية في الوقت الحاضر في مجال تنظيف الوحدات الكهروضوئية والنوافذ الزجاجية والمباني. تمتلك الكويت واحدة من أعى معدلات العواصف الترابية أو الغبار المتصاعد. ويتسبب تراكم الغبار عى سطوح الوحدات الكهروضوئية بانخفاض الطاقة المنتجة جراء الانخفاض في نفاذية الضوء. وتحافظ الط اءات النانوية والتي تتكون من أشباه الموص ات أو أكاسيد الفلزات عى نفسها خالية من الغبار الترابي من خ ال خاصية التحلل الضوئي للمركبات العضوية في وجود أشعة الشمس وهطول الأمطار وخاصية جذب أو طرد قطرات الماء. وهناك حاجة شديدة وملحة لإنتاج أف ام رقيقة من أكاسيد الفلزات منخفضة التكلفة وتمتص الضوء المرئى، وذلك بسبب العديد من التطبيقات الهامة لأف ام أكاسيد الفلزات في تحلل المركبات العضوية المتطايرة، وطاردة الماء، ومكافحة الضباب، وأكسدة البكتيريا والجراثيم، والتنظيف الذاتي للوحدات الكهروضوئية ولزجاج النوافذ لإنشاء مبانى أمنة صحيا وبيئيا. في هذا المشروع، يتم تركيب توليفة من الأسطح النافرة للماء وماصة للماء من مواد مسامية مثل الطبقات المتعددة TiO2، WO3، ZnO ، SiO2 والأكاسيدات المختلطة المسامية TiO2-SiO2، WO3-SiO2 ، و ZnO-SiO2 بطريقة بسيطة وهى السول-جل التي تستخدم خصائص التنظيف الذاتي للوحدات الكهروضوئية وتحلل المركبات العضوية المتطايرة فى وجود أشعة الشمس. وسيتم إعداد وترسيب الأف ام متعددة الطبقات المسامية باستخدام الط اء بالغمر عى الزجاج. وسيتم دراسة الخصائص الضوئية للأف ام المحضرة. سيتم تقييم خصائص التنظيف الذاتي للأف ام المحضرة من خ ال تحديد زاوية التلامس للماء. وسيتم تقييم المتانة الميكانيكية عن طريق الخدش ومدى ملاءمتها. أيضا، سيتم اجراء اختبارات وتحاليل فاعلية الط اء داخل وخارج المختبر من خ ال قياس كفاءة الوحدات الكهروضوئية التي سيتم طلاءها.

Self-cleaning is one of the most attractive and promising techniques for the photovoltaic (PV) modules, window glasses and buildings. Kuwait possesses one of the highest dust precipitation rates in the world due to dust storms or rising dust. Dust accumulation on the surface of PV modules lowers their power production due to the decrease in the light transmittance. The semiconductor surfaces maintain themselves free of dirt, dust and photodegradation of volatile organic compounds employing natural sunlight and rainfall. Low-cost controllable precursors are highly required for preparing metal oxides films, owing to the many potential applications of synthesized materials in water repellent, anti-fogging properties, bactericidal treatments and self-cleaning of PV modules and window glass for green rational constructing. In this project, synthesis of superhydrophobic and superhydrophilic surfaces possessed of mesoporous materials such as multilayers TiO2, ZnO, WO3, and SiO2 films and porous mixed oxides TiO2-SiO2, ZnO-SiO2, and WO3-SiO2 via a simple sol-gel approach will be carried out that utilizes solar energy self-cleaning properties. Multilayer mesoporous films will be prepared using a dip-coating deposited on PV modules. The optical properties and morphologies of the newly prepared films will be investigated. The self-cleaning properties of the newly prepared films will be evaluated by determining the contact angle of water and PV efficiency. Mechanical robustness by scratching and its suitability will be investigated.