斯坦福大学发表的一份报告详细介绍了一种新颖的冷却技术的发展，其工程师声称该技术可以提高太阳能电池板的性能。
结果代表了光伏领域长期存在的问题的解决方案。在长时间暴露于阳光下导致温度升高的情况下，太阳能电池在将阳光的光子转化为电能方面效率越来越低。
当放置在太阳能电池上时，此处显示的透明材料可以将热量从太阳能电池散发出去，从而使其更有效地发电。
针对这一问题，工程师们开发了一种看似透明的覆盖层，更确切地说是二氧化硅光子晶体覆盖层，该覆盖层通过散发远离细胞的热量来提高太阳能电池的效率，就像我们自然从身体散发出来的热量以防止过热一样。
覆盖层本身是由带图案的二氧化硅制成的，形成了一种薄而透明的材料。这种设计意味着可以将覆盖层放置在未更改的太阳能电池上，这一点很重要，因为它可以推断出新的解决方案不需要对太阳能电池本身进行额外的篡改即可达到冷却效果和增强的电池性能。
二氧化硅覆盖层的关键特征在于其微米级的图案，该图案旨在最大程度地以红外光的形式将热量散发出来并从细胞中散发出太空。因此，覆盖层被认为是黑体材料的一种形式。
但是，这种材料是透明的，可以使可见的阳光直射到电池中，从而保留了产生电能所需的能量。但是，正如研究人员在一份声明中指出的那样，除了通过冷却机制提高电池效率外，覆盖层实际上还可以对电池吸收太阳光的能力提供增强作用。
重要的是，该技术可以在阳光直射的情况下工作，并且在安装到斯坦福大学屋顶上时也经过了测试。
在测试过程中，在太阳能吸收器上安装了覆盖层，该装置可以模拟太阳能电池的性能并测量太阳辐射的吸收量，但实际上并不产生电能。在控制条件下还设置了其他几种吸收器。
图片由斯坦福范善辉教授等提供。
上面的照片（该研究的作者之一，由Linxiao Zhu友善提供）显示了屋顶的设置，并通过以下说明发送给我：
“从左至右的样品分别是[solar]吸收器结构，其顶部为平面二氧化硅层，该吸收器结构顶部为“ overlay”，以及两个裸露的太阳能吸收器。这里的裸露太阳能吸收器具有类似于太阳能电池的结构，并且是带蓝色的。
“人们可以观察到，具有“覆盖层”的结构（左数第二个）与其他样品具有相同的颜色，同时几乎可以优化其下方的吸收器结构。
数据分析表明，该覆盖层能够将下面的太阳能吸收器冷却到13°C（23°F）。这听起来可能并不多，但是正如研究人员指出的那样，在典型的太阳能电池中，这种差异将大大提高整体电池效率。朱解释：“通过实验证明，温度降低13°C（23°F）将转化为太阳能电池绝对效率提高一个百分点以上–太阳能电池效率显着提高。”
斯坦福大学报告还指出，对于典型的效率为20％的晶体硅太阳能电池，预计这种能源生产的增长。
下一个是什么？
我意识到实验演示和实际应用之间经常会有很大的差异，所以我问研究人员接下来的研究和技术是什么。
“在下一阶段，我们正在积极研究通过测量发电量来直接证明我们的冷却策略提高了太阳能电池的效率，”朱解释说。
显然，这是重要的一步。覆盖层已成功展示了其冷却太阳能吸收器的能力，并且从所有迹象来看，与同时发电的太阳能电池配对时，覆盖层应达到可比的结果。但仍然必须在受控条件下证明这一点，然后我们才能想象该技术已应用于太阳能光伏电池的生产。
不过，该小组有信心，并且已经在考虑批量生产事宜。他们认为他们的方法可以扩展到商业和工业应用可行的程度。在这方面，他们指出采用纳米印刷平版印刷技术（一种用于大量生产纳米级图案的常用技术）来生产二氧化硅覆盖层。
研究辐射冷却一直是研究人员目标的主要重点-太阳能电池板演示只是一个如何在实际环境中使用该概念的特别是具有说服力的示例。科学家们还认为，他们的发现具有广泛的应用潜力，可以从被动冷却中受益。
“除了太阳能电池，光学透明的黑体覆盖层还具有冷却任何户外电子产品和户外结构的潜力，而出于功能性（例如太阳能电池）或美观的原因（例如保持汽车，衣服的颜色等）需要吸收阳光）。”
—
注意链接到《美国国家科学院院刊》
我感谢斯坦福大学应用物理系的朱林晓和斯坦福大学电气工程系金兹顿实验室的范善辉和他们的时间和往来。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。