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新型制冷涂料可提高太陽能電池效率

時間:2015-09-23 14:10來源:九正建材網作者:西顧

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美國斯坦福大學范汕洄教授領導的一個研究團隊新近發明一種透明制冷涂層材料，可以在不影響太陽能電池板吸收陽光性能的同時為其降溫，從而提高太陽能電池的工作效率及持久性。

范汕洄團隊21日在美國《國家科學院學報》上報告說，他們利用微加工技術在二氧化硅薄片上蝕刻微米量級的小孔，設計了一種二氧化硅光子晶體涂層材料。這種材料對可見光是透明的，但有很強的熱輻射能力。使用這種涂層的太陽能電池板能吸收同樣多的太陽光，同時溫度得到降低。

范汕洄在接受新華社記者采訪時說，這種晶體是被動制冷，工作時不需要電，也不需要其他任何能量的輸入。其基本原理是令波長10微米左右的熱輻射發散到空中，因為這種波長的熱輻射不會被大氣吸收、阻攔，從而能夠為太陽能電池板降溫。在自然界，這種制冷方式常見。

用硅片進行的測試表明，這種晶體可將硅片溫度降低13攝氏度。范汕洄說，太陽能電池不會把吸收的陽光全部轉化為電力，沒有轉化的就變成熱。太陽能電池越熱，其效率越低。如果太陽能電池板能降低13攝氏度，那么其工作效率將提高1%。幾十年來，商用硅基太陽能電池效率提高0.1%都是很大的進步，而今其總體效率也只有20%左右，因此如能提高1%，那將是“非常非常大的進步”。

范汕洄表示，傳統上人們在考慮為太陽能電池降溫的時候，主要考慮在可見光波段內為其降溫，很少有人考慮在10微米這種遠紅外波段，因此在設計思路上是一個很大的轉變。此外，相關制造工藝在工業界都是標準工藝，對太陽能電池板成本影響不大。

論文第一作者、范汕洄團隊的朱林曉說，除了給太陽能電池降溫，這種涂層材料還可給其他很多戶外設備或電子儀器降溫。比如，汽車在陽光中曬一會兒就會很熱，這帶來了一些安全問題，也導致下次啟動時汽車中的空調需要耗費很多電來降溫。而采用他們的涂層材料，汽車的顏色不會發生任何變化，但其溫度能夠較大幅度地降低，從而節約能源等。

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