中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，斯坦福大學(xué)的研究人員在美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)的新期刊《Optica》上發(fā)布了一項(xiàng)光伏電池的散熱新技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)是由斯坦福大學(xué)電氣工程教授范善輝 （音譯）帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)完成的。他們通過(guò)在光伏電池表面附加一層特殊的石英玻璃，有效地降低了光伏電池多余的熱輻射，克服了高效光伏電池研發(fā)過(guò)程中的冷卻問(wèn)題。
光伏電池是當(dāng)今市場(chǎng)上最有前途和最廣泛使用的可再生能源之一。雖然易于制造，但一直存在著太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化率過(guò)低的問(wèn)題。除去不可避免的能量損失，光伏電池過(guò)熱是導(dǎo)致轉(zhuǎn)化效率低的主要原因。在正常工作條件下，光伏電池很容易達(dá)到55攝氏度以上的高溫，限制了光電轉(zhuǎn)化率的同時(shí)也降低了電池壽命。目前的冷卻手段主要是利用通風(fēng)裝置和液體冷卻劑，但這些方式都缺乏經(jīng)濟(jì)性而且影響光伏性能。
“我們的新方法可以被動(dòng)地降低光伏電池的工作溫度，顯著提高其能源轉(zhuǎn)換效率和使用壽命?！彼固垢４髮W(xué)物理學(xué)家和該論文的第一作者朱林曉（音譯）說(shuō)，這兩個(gè)好處有利于光伏電池技術(shù)的持續(xù)成功和廣泛應(yīng)用。
光伏電池是把太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。目前最成功和最廣泛使用的設(shè)計(jì)，是利用晶體硅半導(dǎo)體材料，其能量轉(zhuǎn)化率上限為30%。沒(méi)有被轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)能產(chǎn)生了熱輻射，降低了光伏電池的性能。溫 度升高每1攝氏度，光伏電池的效率就降低0.5%。另外，溫度的升高也會(huì)加快光伏電池的老化速度，每升高10攝氏度，老化速率加快一倍。
“這種程度的轉(zhuǎn)化率降低是非常嚴(yán)重的。”該研究報(bào)告的共同作者AaswathRaman說(shuō)，在光伏行業(yè)，大量的資金被用來(lái)解決轉(zhuǎn)化率問(wèn)題。我們這種用特殊的玻璃表層覆蓋光伏電池的方法，能有效提高光伏效率。
在光譜里，可見(jiàn)光攜帶更多能量，而紅外線(xiàn)攜帶更多熱量。不同光線(xiàn)有著不同的波長(zhǎng)，不同波長(zhǎng)的光線(xiàn)在通過(guò)不同種類(lèi)和形狀的表面時(shí)折射和反射率不同?！笆?duì)于可見(jiàn)光是可穿透的，但是又能調(diào)整某些特殊波長(zhǎng)光線(xiàn)的折射和反射率?！狈渡戚x解釋說(shuō)，這種設(shè)計(jì)的石英薄層，在反射掉紅外線(xiàn)的同時(shí)，不會(huì)影響電池對(duì)可見(jiàn)光的吸收，不降低光伏電池的性能，是種近乎理想的方案。我們的目標(biāo)是降低光伏電池的工作溫度，從而提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化率。
不過(guò)，以上結(jié)果均是通過(guò)模擬獲得。
朱林曉和他的同事目前正在制造這些設(shè)備和進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)。他們的下一步是演示光伏電池在室外環(huán)境的冷卻效果。“我們認(rèn)為這項(xiàng)工作解決了光伏發(fā)電的一個(gè)重要技術(shù)問(wèn)題，而且優(yōu)化光伏電池性能。因此擁有很大的商業(yè)化潛力?！敝炝謺哉f(shuō)。
