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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：4688
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(duì)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(shì)，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(gè)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(shí)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(duì)溫度的限制。太陽能電池的發(fā)電效率會(huì)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(duì)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(huì)降低。
但眾所周知，紫外線的長時(shí)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(shí)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(gè)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(duì)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(gè)過程和“海綿”類似，且不會(huì)涉及有害化學(xué)試劑的使用，制造成本和環(huán)保程度都非常可觀。
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(shí)，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(huì)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(cè)試結(jié)果，該成果在美國多雨地區(qū)的測(cè)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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