美國(guó)斯坦福大學(xué)范汕洄教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)新近發(fā)明一種透明制冷涂層材料，可以在不影響太陽(yáng)能電池板吸收陽(yáng)光性能的同時(shí)為其降溫，從而提高太陽(yáng)能電池的工作效率及持久性。
范汕洄團(tuán)隊(duì)21日在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上報(bào)告說(shuō)，他們利用微加工技術(shù)在二氧化硅薄片上蝕刻微米量級(jí)的小孔，設(shè)計(jì)了一種二氧化硅光子晶體涂層材料。這種材料對(duì)可見(jiàn)光是透明的，但有很強(qiáng)的熱輻射能力。使用這種涂層的太陽(yáng)能電池板能吸收同樣多的太陽(yáng)光，同時(shí)溫度得到降低。
范汕洄在接受記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)，這種晶體是被動(dòng)制冷，工作時(shí)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(zhǎng)10微米左右的熱輻射發(fā)散到空中，因?yàn)檫@種波長(zhǎng)的熱輻射不會(huì)被大氣吸收、阻攔，從而能夠?yàn)樘?yáng)能電池板降溫。在自然界，這種制冷方式常見(jiàn)。
用硅片進(jìn)行的測(cè)試表明，這種晶體可將硅片溫度降低13攝氏度。范汕洄說(shuō)，太陽(yáng)能電池不會(huì)把吸收的陽(yáng)光全部轉(zhuǎn)化為電力，沒(méi)有轉(zhuǎn)化的就變成熱。太陽(yáng)能電池越熱，其效率越低。如果太陽(yáng)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(lái)，商用硅基太陽(yáng)能電池效率提高0.1%都是很大的進(jìn)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(jìn)步”。
范汕洄表示，傳統(tǒng)上人們?cè)诳紤]為太陽(yáng)能電池降溫的時(shí)候，主要考慮在可見(jiàn)光波段內(nèi)為其降溫，很少有人考慮在10微米這種遠(yuǎn)紅外波段，因此在設(shè)計(jì)思路上是一個(gè)很大的轉(zhuǎn)變。此外，相關(guān)制造工藝在工業(yè)界都是標(biāo)準(zhǔn)工藝，對(duì)太陽(yáng)能電池板成本影響不大。
論文第一作者、范汕洄團(tuán)隊(duì)的朱林曉說(shuō)，除了給太陽(yáng)能電池降溫，這種涂層材料還可給其他很多戶(hù)外設(shè)備或電子儀器降溫。比如，汽車(chē)在陽(yáng)光中曬一會(huì)兒就會(huì)很熱，這帶來(lái)了一些安全問(wèn)題，也導(dǎo)致下次啟動(dòng)時(shí)汽車(chē)中的空調(diào)需要耗費(fèi)很多電來(lái)降溫。而采用他們的涂層材料，汽車(chē)的顏色不會(huì)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。
