由沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)(KAUST)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種新型丙烯酸酯基復(fù)合材料,可提高太陽(yáng)能電池的性能。在沙特阿拉伯運(yùn)行的太陽(yáng)能電池上應(yīng)用該材料數(shù)周后,其功率輸出和使用壽命顯著提高,同時(shí)降低了電池的耗電量。該研究成果發(fā)表在 《材料科學(xué)與工程:R》雜志上。![]() 涂有新型復(fù)合材料的面板在夜間吸收水分,并在白天釋放水分,實(shí)現(xiàn)被動(dòng)降溫。圖片來(lái)源:Heno Hwang(阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)) 太陽(yáng)能是全球綠色經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域,太陽(yáng)能電池占可再生能源裝機(jī)容量的四分之三以上。然而,提供可靠且持久的太陽(yáng)能電力面臨著巨大的挑戰(zhàn)。 商用太陽(yáng)能電池板僅能將約20%的陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能,其余部分則以熱能形式被吸收或反射。這些熱量會(huì)降低太陽(yáng)能電池板的性能,縮短其使用壽命,導(dǎo)致電池板提前更換。因此,冷卻至關(guān)重要,但風(fēng)扇和泵等傳統(tǒng)系統(tǒng)需要電力。被動(dòng)冷卻提供了一種不消耗能源的替代方案。 “我們專注于研究能夠?qū)崿F(xiàn)被動(dòng)冷卻的材料。這些材料很薄,可以放置在需要冷卻才能運(yùn)行的各種系統(tǒng)上,例如溫室和太陽(yáng)能電池,而不會(huì)影響性能。”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的KAUST教授Qiaoqiang Gan說(shuō)道。 在這項(xiàng)由阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)(KAUST)可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)卓越中心開(kāi)展的新研究中,甘教授及其同事開(kāi)發(fā)了一種由氯化鋰和聚丙烯酸鈉制成的吸濕復(fù)合材料。這種材料在夜間吸收空氣中的水分,并在白天釋放。聚丙烯酸酯是一種廉價(jià)的聚合物,與其他用于冷卻的吸濕材料不同,其制造過(guò)程不需要有害化學(xué)品或?qū)S迷噭_@使得這種復(fù)合材料更具成本效益。 在沙特沙漠運(yùn)行數(shù)周后,粘貼了這種材料的太陽(yáng)能電池比未粘貼的太陽(yáng)能電池溫度降低了9.4攝氏度。此外,它們的功率輸出提高了12%以上,使用壽命延長(zhǎng)了200%以上,同時(shí)發(fā)電成本降低了近20%。 除了沙特阿拉伯之外,美國(guó)本土一些最涼爽的地區(qū)也在降雨條件下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),以證明被動(dòng)冷卻技術(shù)在任何環(huán)境下都有效。 甘在阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)教授斯特凡·德沃爾夫提供的太陽(yáng)能電池上測(cè)試了這種復(fù)合材料,斯特凡·德沃爾夫的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)定制設(shè)計(jì)多次創(chuàng)下太陽(yáng)能電池性能的世界紀(jì)錄。 “這項(xiàng)工作是阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué) (KAUST) 不同專業(yè)領(lǐng)域融合的絕佳范例。我們?cè)诙喾N環(huán)境下對(duì)性能卓越的太陽(yáng)能電池進(jìn)行了新的冷卻技術(shù)測(cè)試,并在每種情況下都取得了優(yōu)異的效果。”德沃爾夫說(shuō)道。 編譯自/ScitechDaily |