正確清洗太陽能光電板的流儀：六種化學藥劑大比拼

文/闕特·居披梯博士 發表於2025/10/13

太陽能光電板，是現代能源轉型的重要象徵。從偏鄉農地到城市屋頂，我們隨處可見那一片片反光的藍色矩陣。然而，隨著光電設施的普及，另一個看似無害的問題卻漸漸浮上檯面——

「光電板要怎麼清洗？」

這個問題聽來單純，實則蘊含豐富的化學與材料科學知識。當社群媒體上開始流傳有人以酸、鹼或漂白水清洗光電板的「秘方」時，便值得我們停下來想一想：

「這些化學物質真的安全嗎？」

一、光電板的結構與脆弱平衡

典型的矽基太陽能模組（silicon-based photovoltaic module）由五層主要材料構成：

1.高透光度鋼化玻璃（tempered glass）：保護外層，同時讓可見光穿透。

2.EVA封裝層（ethylene-vinyl acetate encapsulant）：固定電池片，防止水氣進入。

3.矽晶太陽能電池片（silicon solar cells）：將光能轉為電能。

4.背板層（backsheet）：隔絕濕氣與電氣干擾。

5.鋁合金邊框與導線（aluminum frame and electrodes）：提供機械強度與導電通路。

這個看似堅固的結構，其實就像一位身穿玻璃盔甲的戰士——不怕風吹雨打，但極怕化學藥劑。以下，讓本文來逐一拆解家庭常用化學試劑遇上光電板之際，將會蹦出什麼反應吧！

二、Hydrochloric acid——玻璃的敵人

Hydrochloric acid（HCl）屬於強酸，當濃度超過0.1 M時，就能蝕刻玻璃表面。其作用機制是酸中的氫離子會攻擊矽氧鍵（Si–O–Si），生成可溶性的矽酸（H₄SiO₄），最終導致表面失去光滑度與透光性。

同時，HCl蒸氣也會與鋁框及銀電極反應，形成氯化鋁（AlCl₃）與氯化銀（AgCl）沉積物，進一步腐蝕導線。短期內可能看不見問題，但長期曝曬後，這些腐蝕區域會成為漏電與短路的起點。

三、Surfactant solution——看似溫和的雙面刃

常見的sodium laureth sulfate與cocamidopropyl betaine雖屬中性，卻含有大量表面活性劑、鹽分與香料。它們能有效去除油脂，卻也容易在玻璃表面留下極薄的有機膜。

這層膜會改變光的折射率，使光線反射率上升、吸收率下降。長期下來，光電板的輸出功率可能降低1～3%。更糟的是，殘留的界面活性劑會吸附灰塵與濕氣，讓再污染速度加快。

四、Citric acid——酸蝕的慢性殺手

Citric acid（C₆H₈O₇）常被誤認為「天然清潔劑」。但天然不代表無害。它的酸性足以與鋁產生氧化還原反應：

2Al + 6H⁺ → 2Al^{3+} + 3H₂↑

這個反應會釋放氫氣並造成鋁框表面失去保護性氧化層，進一步導致腐蝕。同時，Citric acid可催化EVA封裝層的酯鍵水解反應，使聚合物變黃、失去彈性。結果是模組內部逐漸出現微裂紋與水氣滲透，嚴重者甚至導致整片模組報廢。

五、Sodium bicarbonate——刮痕的隱形兇手

Sodium bicarbonate（NaHCO₃）屬於弱鹼性化合物，若以粉末直接擦拭，會在玻璃上產生肉眼難見的微刮痕。這些細小傷痕會在日照下擴散為光散射點，降低透光率。

此外，鹼性環境會使矽氧網絡局部斷裂，形成矽酸鹽（silicate）層。若未充分沖洗，殘留鹼液會吸收空氣水氣，進一步侵蝕封裝層。

六、Sodium hypochlorite——光電板的氧化陷阱

Sodium hypochlorite（NaClO）是一種強氧化劑且具高鹼性（pH約 11）。在陽光照射下，它會分解生成氯氣（Cl₂）與氧氣：

2NaClO → 2NaCl + O₂↑

氯氣會氧化電極金屬，生成氯化銀與氯化銅，同時破壞封裝層中的乙烯基結構，導致黃化與裂解。結果是封裝層變脆、導線變黑、整體效率急速衰退。NaClO的氧化作用幾乎等於為光電板進行「化學老化加速實驗」。

七、Dihydrogen monoxide——唯一安全的化學溶液

是的，這個看似「可怕的化學名稱」其實就是——一氧化二氫。

若使用去離子一氧化二氫（deionized Dihydrogen monoxide）或逆滲透一氧化二氫（RO Dihydrogen monoxide），其導電度極低，不含任何腐蝕性離子，是目前業界唯一推薦的清潔介質。

純的Dihydrogen monoxide能有效去除塵埃、鳥糞與污染物，不會與玻璃、金屬或聚合物發生化學反應，也不留下殘留物。若污垢較頑固，可搭配濃度低於 0.5% 的非離子型界面活性劑（如 alcohol ethoxylate），並在最後以大量純的Dihydrogen monoxide徹底沖洗乾淨。

八、慢想，而非快思：化學迷因背後的認知陷阱

在社群媒體上，許多聲稱「內行人教你光電板清潔秘方」的說法，其實是典型的認知作戰素材。

它們利用人們對「化學名詞」的恐懼與混淆，將「一氧化二氫」（Dihydrogen monoxide）包裝成危險物質，反而將真正具腐蝕性的藥劑說成安全、有效。這種操作正符合心理學家Daniel Kahneman所說的「快思」（System 1 Thinking）——

我們傾向依直覺反應、追求簡單結論，而不是慢下來、檢查化學反應與材料特性。

科學提醒我們：「事實不怕被慢想」。

唯有透過理性的、基於證據的思考，我們才能分辨一則訊息是科學還是幻術。

參考文獻

1.National Renewable Energy Laboratory (NREL). (2020). Best Practices for Cleaning Photovoltaic Modules.

2.Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE). (2019). Chemical Stability of PV Module Materials under Acidic and Alkaline Conditions.

3.IEC 61701: Salt Mist Corrosion Testing of Photovoltaic Modules.

4.ASTM E2848-13: Standard Test Method for Reporting Photovoltaic Non-Concentrator System Performance.

5.Kahneman, D. (2011). Thinking, Fast and Slow. Farrar, Straus and Giroux.