首款能同时制造太阳能和降温的新设备问世 有望改变太阳能电池技术

《科学日报》北京11月9日电(记者刘霞)据美国《每日科学》网站8日报道，斯坦福大学的科学家们首次开发出一种屋顶装置，它可以收集太阳的热量，并将红外辐射释放到外层空间，从而冷却建筑物。

新设备的顶层是太阳能吸收器。底层的新材料执行冷却任务。图片来源:美国每日科学网站

这项研究的主要作者、斯坦福大学前博士后研究员陈震说:“人们普遍认为太阳是一个完美的热源。但是很少有人知道外层空间可以成为一个完美的辐射源。”

研究人员解释说，该物体发射红外辐射来散热。大部分辐射通过大气中的粒子被反射回地球，但是一些辐射会逃逸到太空。因此，发射足够红外辐射的表面的温度将低于周围的温度，从而达到冷却的目的。辐射冷却技术反射大量红外线，可以用作不释放温室气体的“空调”。如果这两种技术能够在同一个屋顶上“和平共处”，这也有助于提高太阳能电池的效率。

在新的研究中，陈和他的同事开发了一种结合辐射冷却和太阳能吸收技术的装置。该装置由辐射冷却器和位于其上的锗太阳能吸收器组成。在辐射冷却器中，氮化硅、硅和铝层在真空中密封，以减少不必要的热损失。在波长为8至13微米的中红外光范围内，太阳能吸收器和大气都是透明的，为来自辐射冷却器的红外辐射提供了通往外层空间的通道。

该团队证明了这种组合装置可以同时提供24摄氏度的太阳能加热和29摄氏度的辐射冷却，并且太阳能吸收器可以通过阻挡太阳的热量来提高辐射冷却器的性能。

尽管这项技术看起来很有希望，但陈震认为，在用于商业用途之前，仍有许多工作要做。首先，硒化锌制成的红外透明窗仍然非常昂贵。此外，太阳能吸收器和辐射冷却器也需要由更便宜的高性能材料制成。然而，最新的研究表明，可再生能源比以前认为的有更大的空间潜力。

陈震说:“我认为这项技术可能会彻底改变目前的太阳能电池技术。如果我们的概念得到展示和扩展，未来的太阳能电池将有两个功能:供电和冷却。”