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“智能海綿”為太陽能電池板“控溫”
2025年06月05日 16:49:22 來源:化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量:4731

由沙特阿卜杜拉國王科技大學(xué)領(lǐng)銜的國際科研團(tuán)隊(duì)針對該問題提出了一種解決思路。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種丙烯酸酯基新型復(fù)合材料。這種材料具有獨(dú)特的吸濕特性,能夠在夜間吸收空氣中的水分,并在日間通過蒸發(fā)這些水分來給太陽能電池板進(jìn)行降溫。

  太陽能電池因?yàn)槠洵h(huán)保特性、資源可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)勢,近年來受到國內(nèi)外的高度重視,并且得到了飛速發(fā)展,全球范圍內(nèi)裝機(jī)量也在持續(xù)增加。由于其工作原理是通過光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能,整個過程中幾乎不涉及溫室氣體排放,因此更加綠色。尤其是目前世界范圍內(nèi)都在努力實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo),太陽能電池技術(shù)自然而然的成為了各國發(fā)展的重心。
 
  由于是利用太陽光照發(fā)電,因此太陽能電池非常依賴光照條件,想要獲得充足的發(fā)電效率,需要保證足夠的光照強(qiáng)度與充足的光照時間,這也是為生么海拔高、空氣稀薄以及赤道附近地區(qū)被視為理想的建設(shè)太陽能發(fā)電廠的區(qū)域。
 
  然而作為太陽能電池的關(guān)鍵部件,電池板卻存在一些缺點(diǎn),這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了發(fā)電效率。其中之一便是對溫度的限制。太陽能電池的發(fā)電效率會受到溫度的影響。通常情況下,太陽能電池在 -25℃到 +65℃之間,能保持較為穩(wěn)定的工作狀態(tài)。而一旦溫度過高,電池內(nèi)部的電子 - 空穴對復(fù)合速率加快,開路電壓下降,填充因子降低,發(fā)電效率便會降低。
 
  但眾所周知,紫外線的長時間照射致使物體表面溫度上升是不可避免的。這也就導(dǎo)致了許多時候光照充足的情況下,受限于溫度持續(xù)升高,太陽能電池依舊無法發(fā)揮自身的全部實(shí)力。光照強(qiáng)度與溫度之間的矛盾,成為了現(xiàn)階段限制太陽能電池發(fā)展的一個難題。
 
  就在近日,由沙特阿卜杜拉國王科技大學(xué)領(lǐng)銜的國際科研團(tuán)隊(duì)針對該問題提出了一種解決思路。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種丙烯酸酯基新型復(fù)合材料。這種材料具有獨(dú)特的吸濕特性,能夠在夜間吸收空氣中的水分,并在日間通過蒸發(fā)這些水分來給材料進(jìn)行降溫。整個過程和“海綿”類似,且不會涉及有害化學(xué)試劑的使用,制造成本和環(huán)保程度都非??捎^。
 
  實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在沙特沙漠的實(shí)地環(huán)境中,采用這種“智能海綿”涂層的太陽能電池板工作溫度能降低9.4℃,功率輸出提升12%。這有效降低了近2成的發(fā)電成本,解決了電池板受限于高溫環(huán)境的難題同時,也有效的延長了太陽能電池板的使用壽命。并且與傳統(tǒng)風(fēng)扇或壓縮機(jī)冷卻方式相比,不會涉及額外耗電。更重要的一點(diǎn)是,根據(jù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)給出的測試結(jié)果,該成果在美國多雨地區(qū)的測試中同樣表現(xiàn)出出色的環(huán)境適應(yīng)性。這種材料的進(jìn)一步發(fā)展,或許能夠讓太陽能電池具備更好的環(huán)境適應(yīng)性,從而促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。
 
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