新型制冷涂料可提高太陽能電池效率

美國斯坦福大學范汕洄教授領導的一個研究團隊新近發(fā)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(fā)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(tǒng)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(nèi)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(yè)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(diào)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(fā)生任何變化，但其溫度能夠較大幅度地降低，從而節(jié)約能源等。