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新型制冷涂料可提高太阳能电池效率

  • 发布时间:2015-09-22 16:35:00  来源:新华网  作者:林小春  责任编辑:罗伯特

  新华网华盛顿9月21日电(记者林小春)美国斯坦福大学范汕洄教授领导的一个研究团队新近发明一种透明制冷涂层材料,可以在不影响太阳能电池板吸收阳光性能的同时为其降温,从而提高太阳能电池的工作效率及持久性。

  范汕洄团队21日在美国《国家科学院学报》上报告说,他们利用微加工技术在二氧化硅薄片上蚀刻微米量级的小孔,设计了一种二氧化硅光子晶体涂层材料。这种材料对可见光是透明的,但有很强的热辐射能力。使用这种涂层的太阳能电池板能吸收同样多的太阳光,同时温度得到降低。

  范汕洄在接受新华社记者采访时说,这种晶体是被动制冷,工作时不需要电,也不需要其他任何能量的输入。其基本原理是令波长10微米左右的热辐射发散到空中,因为这种波长的热辐射不会被大气吸收、阻拦,从而能够为太阳能电池板降温。在自然界,这种制冷方式常见。

  用硅片进行的测试表明,这种晶体可将硅片温度降低13摄氏度。范汕洄说,太阳能电池不会把吸收的阳光全部转化为电力,没有转化的就变成热。太阳能电池越热,其效率越低。如果太阳能电池板能降低13摄氏度,那么其工作效率将提高1%。几十年来,商用硅基太阳能电池效率提高0.1%都是很大的进步,而今其总体效率也只有20%左右,因此如能提高1%,那将是“非常非常大的进步”。

  范汕洄表示,传统上人们在考虑为太阳能电池降温的时候,主要考虑在可见光波段内为其降温,很少有人考虑在10微米这种远红外波段,因此在设计思路上是一个很大的转变。此外,相关制造工艺在工业界都是标准工艺,对太阳能电池板成本影响不大。

  论文第一作者、范汕洄团队的朱林晓说,除了给太阳能电池降温,这种涂层材料还可给其他很多户外设备或电子仪器降温。比如,汽车在阳光中晒一会儿就会很热,这带来了一些安全问题,也导致下次启动时汽车中的空调需要耗费很多电来降温。而采用他们的涂层材料,汽车的颜色不会发生任何变化,但其温度能够较大幅度地降低,从而节约能源等。

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