斯坦福大學團隊研發出自冷卻光伏電池

　　近日，斯坦福大學的研究人員在美國光學學會的新期刊《Optica》上發布了一項光伏電池的散熱新技術。該項技術是由斯坦福大學電氣工程教授范善輝（音譯）帶領研發團隊完成的。他們通過在光伏電池表面附加一層特殊的石英玻璃，有效地降低了光伏電池多余的熱輻射，克服了高效光伏電池研發過程中的冷卻問題。

　　光伏電池是當今市場上最有前途和最廣泛使用的可再生能源之一。雖然易于制造，但一直存在著太陽能轉化率過低的問題。除去不可避免的能量損失，光伏電池過熱是導致轉化效率低的主要原因。在正常工作條件下，光伏電池很容易達到55攝氏度以上的高溫，限制了光電轉化率的同時也降低了電池壽命。目前的冷卻手段主要是利用通風裝置和液體冷卻劑，但這些方式都缺乏經濟性而且影響光伏性能。

　　“我們的新方法可以被動地降低光伏電池的工作溫度，顯著提高其能源轉換效率和使用壽命。”斯坦福大學物理學家和該論文的第一作者朱林曉（音譯）說，這兩個好處有利于光伏電池技術的持續成功和廣泛應用。

　　光伏電池是把太陽光直接轉化為電能的裝置。目前最成功和最廣泛使用的設計，是利用晶體硅半導體材料，其能量轉化率上限為30%。沒有被轉換的太陽能產生了熱輻射，降低了光伏電池的性能。溫度升高每1攝氏度，光伏電池的效率就降低0.5%。另外，溫度的升高也會加快光伏電池的老化速度，每升高10攝氏度，老化速率加快一倍。

　　“這種程度的轉化率降低是非常嚴重的。”該研究報告的共同作者AaswathRaman說，在光伏行業，大量的資金被用來解決轉化率問題。我們這種用特殊的玻璃表層覆蓋光伏電池的方法，能有效提高光伏效率。

　　在光譜里，可見光攜帶更多能量，而紅外線攜帶更多熱量。不同光線有著不同的波長，不同波長的光線在通過不同種類和形狀的表面時折射和反射率不同。“石英對于可見光是可穿透的，但是又能調整某些特殊波長光線的折射和反射率。”范善輝解釋說，這種設計的石英薄層，在反射掉紅外線的同時，不會影響電池對可見光的吸收，不降低光伏電池的性能，是種近乎理想的方案。我們的目標是降低光伏電池的工作溫度，從而提高太陽能轉化率。

　　不過，以上結果均是通過模擬獲得。

　　朱林曉和他的同事目前正在制造這些設備和進行測試實驗。他們的下一步是演示光伏電池在室外環境的冷卻效果。“我們認為這項工作解決了光伏發電的一個重要技術問題，而且優化光伏電池性能。因此擁有很大的商業化潛力。”朱林曉說。