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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 點擊量：4744
由沙特阿卜杜拉國王科技大學領銜的國際科研團隊針對該問題提出了一種解決思路。該團隊研發(fā)了一種丙烯酸酯基新型復合材料。這種材料具有獨特的吸濕特性，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行降溫。
太陽能電池因為其環(huán)保特性、資源可持續(xù)性、經濟效益等優(yōu)勢，近年來受到國內外的高度重視，并且得到了飛速發(fā)展，全球范圍內裝機量也在持續(xù)增加。由于其工作原理是通過光伏效應將光能轉化為電能，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都在努力實現(xiàn)雙碳目標，太陽能電池技術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)被視為理想的建設太陽能發(fā)電廠的區(qū)域。
然而作為太陽能電池的關鍵部件，電池板卻存在一些缺點，這些缺點嚴重限制了發(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，電池內部的電子 - 空穴對復合速率加快，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)揮自身的全部實力。光照強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領銜的國際科研團隊針對該問題提出了一種解決思路。該團隊研發(fā)了一種丙烯酸酯基新型復合材料。這種材料具有獨特的吸濕特性，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行降溫。整個過程和“海綿”類似，且不會涉及有害化學試劑的使用，制造成本和環(huán)保程度都非?？捎^。
實驗結果顯示，在沙特沙漠的實地環(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)風扇或壓縮機冷卻方式相比，不會涉及額外耗電。更重要的一點是，根據(jù)開發(fā)團隊給出的測試結果，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)境適應性。這種材料的進一步發(fā)展，或許能夠讓太陽能電池具備更好的環(huán)境適應性，從而促進該產業(yè)的綠色發(fā)展。
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