Das Design von Antireflexfolien basiert auf optischen Prinzipien, insbesondere dem Dünnschichtinterferenzeffekt. Durch Auftragen einer oder mehrerer Schichten dünner Filmmaterialien mit spezifischem Brechungsindex und spezifischer Dicke auf die Oberfläche des Abdeckglas für Photovoltaikmodule kann das Reflexions- und Transmissionsverhalten von Licht an den Grenzflächen Film-Luft und Film-Glas eingestellt werden. Diese Filme können eine destruktive Interferenz zwischen reflektiertem und durchgelassenem Licht verursachen, wodurch die Intensität des reflektierten Lichts innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbereichs verringert und der Anteil des durchgelassenen Lichts erhöht wird.
Moderne Antireflexionsfolien sind in der Regel mehrschichtig aufgebaut und der Brechungsindex und die Dicke jeder Folienschicht werden genau berechnet, um den besten Antireflexionseffekt zu erzielen. Die mehrschichtige Struktur kann für mehrere Wellenlängenbereiche gleichzeitig optimiert werden, um die Gesamtdurchlässigkeit zu verbessern. Hervorragende Antireflexfolien können eine hohe Durchlässigkeit in einem breiten Wellenlängenbereich (z. B. 380–1100 nm) aufrechterhalten und decken den größten Teil des Sonnenspektrums von Ultraviolett bis Nahinfrarot ab und stellen so sicher, dass so viele Photonen wie möglich von Solarzellen absorbiert werden. Antireflexionsfolien müssen außerdem eine gute Anpassungsfähigkeit an die Umwelt aufweisen, dem Einfluss rauer Bedingungen wie hoher Temperatur, hoher Luftfeuchtigkeit und ultravioletten Strahlen standhalten und eine langfristig stabile Antireflexionsleistung aufrechterhalten.
Da die Antireflexionsfolie die Lichtdurchlässigkeit des Deckglases des Photovoltaikmoduls deutlich verbessert, kann mehr Sonnenlicht durch das Deckglas dringen und auf das Solarpanel scheinen. Solarzellen wandeln durch den photoelektrischen Effekt Photonen in Elektronen um und erzeugen so elektrische Energie. Daher führt die Erhöhung der Lichtdurchlässigkeit direkt zu einer Erhöhung der Anzahl der vom Photovoltaikmodul empfangenen Photonen, wodurch die Effizienz der photoelektrischen Umwandlung und letztendlich die Effizienz der Stromerzeugung verbessert werden. Es wird geschätzt, dass die Antireflexionsfolie unter idealen Bedingungen die Stromerzeugungseffizienz von Photovoltaikmodulen um etwa 10 % oder mehr steigern kann.
Als zweite Schutzschicht für das Deckglas besteht die Hauptfunktion der wetterbeständigen Folie darin, der Erosion des Deckglases durch äußere Umwelteinflüsse zu widerstehen. Zu diesen Umweltfaktoren gehören ultraviolette Strahlung, Regenerosion, Wind- und Sanderosion sowie extreme Temperaturschwankungen. Ultraviolette Strahlung ist einer der Hauptfaktoren für die Alterung des Deckglases. Es führt zu Mikrorissen auf der Glasoberfläche und verringert die Lichtdurchlässigkeit; Während Regen, Wind und Sand Schadstoffe an die Glasoberfläche binden und die Lichtdurchlässigkeit beeinträchtigen können.
Eine witterungsbeständige Folie kann die Schädigung des Deckglases durch schädliche Strahlen wie etwa ultraviolette Strahlen effektiv isolieren, dessen Alterungsprozess verlangsamen und so die Lebensdauer von Photovoltaikmodulen verlängern. Einige wetterbeständige High-End-Folien verfügen außerdem über eine Selbstreinigungsfunktion, die durch Regen oder Sonneneinstrahlung an der Glasoberfläche anhaftenden Staub und Schmutz automatisch entfernen und so die Sauberkeit und Lichtdurchlässigkeit aufrechterhalten kann. Witterungsbeständige Folien können auch dem Einfluss thermischer Belastungen durch Temperaturwechsel auf das Deckglas bis zu einem gewissen Grad widerstehen und behalten so dessen mechanische Festigkeit und Ebenheit.
Der Einsatz wetterbeständiger Folien verbessert nicht nur die Haltbarkeit und Stabilität der Stromerzeugungseffizienz von Photovoltaikmodulen, sondern reduziert auch die Wartungskosten und die Häufigkeit des Austauschs, die durch Umweltfaktoren verursacht werden. Dies ist für den langfristigen Betrieb und den wirtschaftlichen Nutzen von Photovoltaik-Kraftwerken von großer Bedeutung. Gleichzeitig steht es auch im Einklang mit dem Konzept der nachhaltigen Entwicklung und trägt dazu bei, Ressourcenverschwendung und Umweltverschmutzung zu reduzieren.
