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通过水诱导纳米多孔热冷却层提升硅太阳能电池的工作效率

DOI：10.1088/2053-1591/ab2f28 期刊：Materials Research Express 出版年份：2019 更新时间：2025-11-21 11:18:25
摘要： 硅太阳能电池下方14毫米厚的纳米多孔热冷却层（TCL）将其工作温度从82°C降至68°C。这一降低的工作温度使其绝对工作效率提升了0.75%。对TCL所用材料进行的X射线衍射分析显示其具有非晶特性。扫描电镜图像证实，相互连接的碳颗粒在TCL内形成了微通道。进一步的场发射扫描电镜分析用于检查碳颗粒的深层结构，显示出颗粒内部的纳米多孔形貌。通过BET测量法检测了所用TCL的孔隙率，证实该TCL具有高度多孔性，其比表面积约为798.35平方米/克，平均孔径为2.3纳米。详细研究了诱导水浓度（0.049至0.49毫升/立方厘米）对纳米多孔TCL增强冷却效率的影响。使用饱和水（0.49毫升/立方厘米）的TCL（14毫米厚）进一步将设备工作温度从68°C降至58°C，且设备在该温度下持续运行约三小时。此外，为延长有效作用时间，详细分析了饱和水TCL厚度（4毫米至26毫米）对冷却效率的影响。在太阳能电池下方使用优化后的饱和水TCL，将其工作效率从82°C时的11.4%提升至58°C时的12.69%，显示出电池效率的绝对和相对提升分别为1.29%和11.32%。最后，详细讨论了TCL的热分析及其内部的水冷却机制。
作者： Vivek Kumar，Amit Kumar，P K Bhatnagar，V K Jain，Abhishek Verma，Avshish Kumar，Hrishikesh Dhasmana
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过应用以水为冷却剂的纳米多孔热冷却层（TCL）来提高硅太阳能电池的工作效率。

研究成果

采用水作为冷却剂的纳米多孔热控层（TCL）能显著降低硅太阳能电池的工作温度，从而提高其工作效率。研究表明，该方法在极端夏季条件下提升太阳能电池性能具有潜力。

研究不足

该研究聚焦于特定条件下以水为冷却剂的TCL冷却效率，但未讨论TCL在实际应用中的可扩展性与长期耐久性。

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