和人類(lèi)一樣，太陽(yáng)能電池板溫度過(guò)高也無(wú)法正常工作。不過(guò)據(jù)《科學(xué)》報(bào)道，現(xiàn)在研究人員發(fā)現(xiàn)了一種通過(guò)讓它們“出汗”使其冷卻的方法，從而增加能量輸出。

“這是一種簡(jiǎn)單、有效的對(duì)現(xiàn)有太陽(yáng)能電池板進(jìn)行改造的方法，可以立即提高效率。”美國(guó)馬里蘭大學(xué)帕克分校的材料科學(xué)家胡良兵說(shuō)。

今天，全世界有超過(guò)600吉瓦的太陽(yáng)能發(fā)電能力，滿(mǎn)足了全球3%的電力需求。這一產(chǎn)能未來(lái)10年預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)5倍。大多數(shù)太陽(yáng)能發(fā)電板利用硅將光能轉(zhuǎn)化為電能。但傳統(tǒng)的硅電池只能將20%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電流，其余大部分轉(zhuǎn)化為了熱量，可使電池板升溫40攝氏度。每當(dāng)溫度超過(guò)25攝氏度，面板的效率就會(huì)下降。華中科技大學(xué)材料學(xué)專(zhuān)家周俊說(shuō)，工程師為增加0.1%的電力轉(zhuǎn)換效率“絞盡腦汁”，因?yàn)楫a(chǎn)能就算增加1%，也會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。

幾十年前，研究人員發(fā)現(xiàn)，用水冷卻太陽(yáng)能電池板可以提高其轉(zhuǎn)化效率。如今一些公司還出售水冷系統(tǒng)，但這些裝置需要大量的水以及儲(chǔ)罐、管道和泵。在干旱地區(qū)和缺乏基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展中國(guó)家，這幾乎沒(méi)有可行性。

近年來(lái)，研究人員設(shè)計(jì)出了一種材料，它可以從空氣中吸收水蒸氣，并將其凝結(jié)成供飲用的液態(tài)水。其中最好的是一種凝膠，它在夜晚空氣涼爽、濕度高時(shí)吸收水蒸氣。這種凝膠——聚合物中的碳納米管與氯化鈣鹽的混合物，使水蒸氣凝結(jié)成水滴被包裹其中。當(dāng)白天溫度升高時(shí)，這種凝膠會(huì)釋放水蒸氣。如果用透明塑料覆蓋，釋放出的蒸汽就會(huì)被截留，凝結(jié)成液態(tài)水，流入儲(chǔ)存容器。

由此，香港理工大學(xué)環(huán)境工程師王鵬和同事想到了冷凝水的另一種用途：太陽(yáng)能電池板的冷卻劑。研究人員將1厘米厚的凝膠片壓在標(biāo)準(zhǔn)硅太陽(yáng)能電池板的底部。他們的想法是，在白天，這種凝膠會(huì)從太陽(yáng)能電池板中吸收熱量釋放水蒸氣。蒸發(fā)的水會(huì)冷卻太陽(yáng)能電池板，就像皮膚上蒸發(fā)的汗液會(huì)讓人體降溫一樣。

研究人員發(fā)現(xiàn)，所需的凝膠量主要取決于環(huán)境濕度。在濕度為35%的沙漠環(huán)境中，每平方米太陽(yáng)能電池板需要1公斤凝膠來(lái)冷卻;而在濕度為80%的悶熱地區(qū)，每平方米電池板冷卻只需要0.3公斤凝膠。

不論哪種應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)果都是一樣的：水冷式太陽(yáng)能電池板的溫度下降了10攝氏度。5月11日，王鵬和同事在《自然—可持續(xù)發(fā)展》上報(bào)告說(shuō)，在一次戶(hù)外測(cè)試中，電池板的發(fā)電量平均增加了15%，最高增加了19%，風(fēng)力可能增強(qiáng)了冷卻效果。

但周俊指出，雨水會(huì)溶解凝膠中的氯化鈣鹽，削弱其吸水性能。王鵬表示，凝膠位于太陽(yáng)能電池板底部，應(yīng)該可以避開(kāi)雨水。同時(shí)他們團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)第二代凝膠，這種凝膠即使遇水也不會(huì)降解。

另一個(gè)設(shè)計(jì)方案是在水蒸發(fā)后，設(shè)置一個(gè)收集和再冷凝水的裝置。王鵬說(shuō)，這些水可用來(lái)清潔太陽(yáng)能電池板上積聚的灰塵，或者可以?xún)?chǔ)存起來(lái)供飲用，解決干旱地區(qū)的迫切需求。

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