首款能同时制造太阳能和降温的新设备问世 有望改变太阳能电池技术

2018-11-09 14:51:48 来源: 科技日报 作者: 刘霞

科技日报北京11月9日电(记者刘霞)据美国每日科学网站8日报道,美国斯坦福大学的科学家首次研制出了一款屋顶设备,可收集太阳发出的热和将红外辐射释放到外太空——从而可给建筑物降温。

研究第一作者、斯坦福大学前博士后研究员陈振(音译)说:“人们普遍认为,太阳是一种完美的热源;但少有人知道,外太空可以作为一种完美的散热器。”

研究人员解释称,物体发出红外辐射散热,大部分辐射通过大气中的粒子反射回地球,但有些辐射会逃逸进太空,如此一来,释放出足够多红外线范围内辐射的表面的温度会比周围的温度低,从而可以达到降温的目的。辐射冷却技术反射了大量红外线,可用作不会排放温室气体的“空调”。如果这两种技术能在同一个屋顶上“和平共存”,那么,它还可以帮助提高太阳能电池的效率。

在新研究中,陈和同事开发了一种结合辐射冷却与太阳能吸收技术的装置。该装置由辐射冷却器和位于其上的锗太阳能吸收器组成。在辐射冷却器中,氮化硅、硅和铝层封闭在真空中,以最大限度地减少不必要的热损失。在波长为8到13微米的中红外光范围内,太阳能吸收器和大气都是透明的,为来自辐射冷却器的红外辐射提供了通向外太空的通道。

该团队证明,该组合装置可同时提供24摄氏度的太阳能加热和29摄氏度的辐射降温,而且,太阳能吸收器通过阻挡来自太阳的热量来改善辐射冷却器的性能。

虽然这项技术看起来很有前景,但陈振认为,在将其用于商业用途之前还有很多工作要做。首先,由硒化锌制成的红外透明窗口仍然很昂贵;此外,太阳能吸收器和辐射冷却器也需要用更便宜的高性能材料制造。尽管如此,最新研究表明,可再生能源具有比以前想象的更多的屋潜力。

陈振说:“我认为这项技术可能会彻底改变目前的太阳能电池技术,如果我们的概念得到展示和扩大,未来的太阳能电池将具备两个功能:供电和冷却。”

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责任编辑:夏青