冷却水凝胶可将太阳能电池的性能提高多达19％

沙特阿拉伯的研究人员已经开发出一种仅使用空气中的水蒸气就能使太阳能电池板保持凉爽的凝胶涂层。该材料可在不消耗能源的情况下将光伏发电量提高多达19%。1个

商业面板吸收的太阳能中只有不到25%转化为电能。其余部分转化为热量，这会升高设备的温度并降低其效率。尽管可以使用水或空气主动冷却面板，但是这些方法涉及复杂的设计，并且需要运行电源。基于热辐射等过程的无源技术是可负担的替代方案，但其冷却能力很低。

由沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学和理工大学的王鹏组成的团队开发了利用水凝胶保持凉爽的太阳能电池板。王说：“通过我们的设计，我们可以有效地将光伏面板的发电量提高13%至19%。” “之所以有可能，是因为我们可以将面板的温度降低至少10°C。”水凝胶不仅可以通过冷却而提高光伏板的效率，还可以用于收集水

研究人员将商用太阳能电池板与基于水凝胶的材料结合在一起，该材料由聚丙烯酰胺-碳纳米管基底和强大的水蒸气吸收剂氯化钙组成。2凝胶附着在面板的背面，在晚上和晚上可以收集和储存空气中的水。在白天，当太阳加热面板时，热量会传递到冷却层，残留的水也会蒸发，从而降低了设备的温度。由于凝胶通过牢固的氢键粘在面板上，因此可以改型为现有的太阳能发电厂。

科学家们在实验室和实际条件下都对其系统进行了测试。Wang说，一周后性能几乎保持不变，并且凝胶每天再生。但他指出，还需要更长的研究时间。“如果目前的材料不能持续至少两年，我们将不得不再努力。”

加利福尼亚大学洛杉矶分校的Aaswath Raman 设计了不需要电源的空调系统，他说这种方法很巧妙。他说，主要优点是冷却系统既被动又有效。“由于许多大型光伏设施在阳光充足和炎热的沙漠环境中运行，这种方法可能会对大型工厂的电力输出产生实际影响。”

马来西亚国立大学太阳能电池专家Norasikin Ahmad Ludin补充说，即使在相对湿度较低的情况下，这种材料也可以提取和储存大量水。她说：“从系统中蒸发的水也可以作为淡水再利用，并用于清洁太阳能电池板。”

拉曼指出，但是确定系统的成本效益很重要。“这与它的标称制冷能力，预期寿命以及户外使用多年后可能看到的任何退化有关。”

Wang乐观：“我们正在谈论的材料很便宜，价格可以进一步降低。” 他还指出，由于凝胶粘附在面板的背面，因此可以与其他策略(例如涂料)结合使用，以进一步提高整体性能。

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