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新材料增强太阳能电池板的功率和使用寿命

文章来源：新能源网更新时间：2025-06-11 15:48:18

由沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）领导的国际研究团队开发出一种新型丙烯酸酯基复合材料，可提高太阳能电池的性能。在沙特阿拉伯运行的太阳能电池上应用该材料数周后，其功率输出和使用寿命显著提高，同时降低了电池的耗电量。该研究成果发表在《材料科学与工程：R》杂志上。

涂有新型复合材料的面板在夜间吸收水分，并在白天释放水分，实现被动降温。图片来源：Heno Hwang（阿卜杜拉国王科技大学）

太阳能是全球绿色经济的重点发展领域，太阳能电池占可再生能源装机容量的四分之三以上。然而，提供可靠且持久的太阳能电力面临着巨大的挑战。

商用太阳能电池板仅能将约20%的阳光转化为电能，其余部分则以热能形式被吸收或反射。这些热量会降低太阳能电池板的性能，缩短其使用寿命，导致电池板提前更换。因此，冷却至关重要，但风扇和泵等传统系统需要电力。被动冷却提供了一种不消耗能源的替代方案。

“我们专注于研究能够实现被动冷却的材料。这些材料很薄，可以放置在需要冷却才能运行的各种系统上，例如温室和太阳能电池，而不会影响性能。”领导这项研究的KAUST教授Qiaoqiang Gan说道。

在这项由阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）可再生能源与储能技术卓越中心开展的新研究中，甘教授及其同事开发了一种由氯化锂和聚丙烯酸钠制成的吸湿复合材料。这种材料在夜间吸收空气中的水分，并在白天释放。聚丙烯酸酯是一种廉价的聚合物，与其他用于冷却的吸湿材料不同，其制造过程不需要有害化学品或专用试剂。这使得这种复合材料更具成本效益。

在沙特沙漠运行数周后，粘贴了这种材料的太阳能电池比未粘贴的太阳能电池温度降低了9.4摄氏度。此外，它们的功率输出提高了12%以上，使用寿命延长了200%以上，同时发电成本降低了近20%。

除了沙特阿拉伯之外，美国本土一些最凉爽的地区也在降雨条件下进行了实验，以证明被动冷却技术在任何环境下都有效。

甘在阿卜杜拉国王科技大学教授斯特凡·德沃尔夫提供的太阳能电池上测试了这种复合材料，斯特凡·德沃尔夫的研究团队通过定制设计多次创下太阳能电池性能的世界纪录。

“这项工作是阿卜杜拉国王科技大学 (KAUST) 不同专业领域融合的绝佳范例。我们在多种环境下对性能卓越的太阳能电池进行了新的冷却技术测试，并在每种情况下都取得了优异的效果。”德沃尔夫说道。

编译自/ScitechDaily

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