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希臘研究與技術(shù)基金會(huì) (FORTH) 的科學(xué)家們開發(fā)了一種基于輻射冷卻和微尺度圖案的太陽(yáng)能模塊冷卻技術(shù)。

當(dāng)物體表面從其環(huán)境中吸收的輻射少于其輻射的能量時(shí)，就會(huì)發(fā)生輻射冷卻。發(fā)生這種情況時(shí)，表面會(huì)向外層空間散熱，無(wú)需電源即可實(shí)現(xiàn)冷卻效果。

發(fā)表在科學(xué)報(bào)告中的研究將納米和微結(jié)構(gòu)組合用于增強(qiáng)光伏電池的輻射冷卻和效率，該新系統(tǒng)由以納米和微米尺度周期性圖案設(shè)計(jì)的薄玻璃輻射冷卻器組成。據(jù)研究人員稱，該設(shè)備可以放置在太陽(yáng)能電池的頂部，以降低其工作溫度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高光學(xué)透明度和高熱發(fā)射。

該涂層基于二維亞波長(zhǎng)納米結(jié)構(gòu)光柵，該光柵印在鈉鈣玻璃中并具有增強(qiáng)的中紅外發(fā)射率和微結(jié)構(gòu)光柵。學(xué)者解釋說，微尺度圖案增強(qiáng)了大氣透明度窗口中冷卻器的性能，而納米圖案進(jìn)一步增強(qiáng)了光輻射吸收。組合增強(qiáng)是可能的，因?yàn)槲⒐鈻旁跓岵ㄩL(zhǎng)中提供的發(fā)射率增強(qiáng)不受納米光柵的影響，反之亦然。

這兩個(gè)光柵可以通過激光誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)化制造。由于激光加工技術(shù)的性質(zhì)，圖案表面可以很容易地放大到大面積，可用于增強(qiáng)太陽(yáng)能電池中的光收集，研究小組強(qiáng)調(diào)說，并補(bǔ)充說光柵可以實(shí)現(xiàn)不僅作為二元設(shè)備，而且還具有不同形狀的適當(dāng)結(jié)構(gòu)。

還將氮化硅 (Si 3 N 4 ) 抗反射涂層置于晶片頂部以增加吸收率。學(xué)者們進(jìn)一步解釋說，當(dāng)我們將納米微光柵涂層放在這種結(jié)構(gòu)的頂部時(shí)，它會(huì)導(dǎo)致硅太陽(yáng)能吸收率更高，約為 0.92%。據(jù)他們說，這是在不增加電池設(shè)計(jì)復(fù)雜性的情況下實(shí)現(xiàn)的。

當(dāng)將薄的輻射冷卻涂層放置在硅晶片的頂部時(shí)，硅中的陽(yáng)光吸收增加了約 25.4%。希臘團(tuán)隊(duì)補(bǔ)充說，當(dāng)我們將提議的冷卻器應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)的硅基太陽(yáng)能電池時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了溫度降低和效率提高。與裸摻雜硅相比，納米微光柵涂層提供的溫度降低大約高達(dá) 5.8 攝氏度。

當(dāng)它在商用太陽(yáng)能電池上進(jìn)行測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)冷卻技術(shù)將其產(chǎn)量提高了約 3.0%。因此，我們的發(fā)現(xiàn)可以顯著影響光伏行業(yè)以及其他輻射冷卻應(yīng)用，科學(xué)家們總結(jié)道。

法國(guó)里昂納米技術(shù)研究所 (INL)、美國(guó)普渡大學(xué)、加泰羅尼亞納米科學(xué)與納米技術(shù)研究所和西班牙材料科學(xué)研究院以及約旦的研究人員最近將輻射冷卻應(yīng)用于太陽(yáng)能電池板冷卻科技大學(xué)和澳大利亞科威特學(xué)院。

原標(biāo)題：用于太陽(yáng)能組件的納米級(jí)冷卻器，降低大約高達(dá) 5.8 攝氏度