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透明涂层使太阳能电池在一天中保持凉爽和高效

来源:合肥8684公交网 编辑:狐君百晓 时间:2019-09-04 点击:9998

斯坦福大学的工程师开发出一种透明的硅覆盖层,可以通过保持太阳能电池的冷却来提高太阳能电池的效率。盖子收集然后直接将热量辐射到空间,而不会干扰进入的光子。如果大规模生产,开发可以用来冷却露天的任何设备-例如,补充汽车的空调。

在阳光下度过一整天后,太阳能电池即使在冬季,加利福尼亚州的温度也可达到80°C(175°F)。过热会带来问题,因为虽然细胞需要阳光来收集能量,但它们在加热时也会失去效率。例如,标准硅电池的效率将从10°C(18°F)左右降低20%至19%。

笔记本电脑通过帮助解决过热问题精心设计的风扇和散热器,但对于太阳能电池板和其他在户外工作的设备,空间本身可以作为卓越的散热器。空间的凉爽,接近绝对零度,将消除对精细和昂贵的散热装置的需求-只要我们有办法从地面进入它。

二氧化硅(SiO2)太阳能由StanhuiFan教授和斯坦福大学同事设计的面板封面成功地利用空间作为最大的散热器。它是通过收集然后将热量作为红外电磁波辐射来实现的,红外电磁波很容易穿过大气层进入太空。涂层是透明的,因此不会干扰太阳能电池的光收集能力,并改善了大多数细胞中硅的散热。

研究人员测试了他们的技术在太阳能集热器上,将“裸露”集热器与两种可能的散热机制进行比较,这两种散热机制分别使用二氧化硅和光子晶体(影响光子运动的纳米级图案)进行散热。他们发现后者是最有效的。

根据研究结果,覆盖层允许可见光通过太阳能电池,同时将底层吸收器冷却至23°F(13°C)。这意味着绝对效率增益超过一个百分点,虽然听起来可能不那么多,但在整个电池寿命期间会增加一些实质性的东西。

有很多改进可以进一步有利于电池的冷却(和效率)。覆盖层被认为在干燥和清澈的环境中效果最好,是大型太阳能电池阵列的理想位置。此外,由于测试是在冬季进行的,收集者必须是向南倾斜60度,以最大化太阳辐照度,减少进入天空(以及使用它的冷却能力)。最后,更常规的对流冷却元素也可以添加到硅胶覆盖层。

粉丝和团队对扩大商业应用的生产持乐观态度。他们相信这项技术可以应用于户外系统需要有效散热的任何场合,例如冷却汽车以节省空调(和里程)影响aesthetics。

这一进展在最新一期的“美国国家科学院院刊”上有所描述。

资料来源:斯坦福大学

文章链接地址:http://www.gswzsh.com/qixiushebei/silundingweiyi/201909/2634.html

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