54、共晶物在提高太阳能光伏组件效率中的应用

共晶物在提高太阳能光伏组件效率中的应用

1. 引言

随着对可再生能源需求的不断增加，以及供需之间的巨大差距，人们采取了各种措施来提高现有可再生能源的生产率。太阳能是一种丰富且安全的能源，光伏（PV）电池可将太阳能转化为电能。然而，PV电池升温问题会显著降低系统的转换效率，因此需要额外的装置来控制PV电池的温度。本文将探讨利用共晶物对PV面板进行热调节的系统，这是一种简单且经济的被动冷却技术。

光伏和光电效应的概念已经存在了一个多世纪，但由于其电效率会随着表面温度高于环境值而降低，目前仍无法大规模实现完全盈利性的应用。PV电池能将分散和集中的（可见光和紫外线）太阳辐射转化为电能，而红外辐射则会转化为热量，导致面板温度升高。面板温度升高会使输出功率、填充因子和转换效率降低，热晶格振动增加。长期在高温下运行会影响面板性能，每升高1°C，电池效率大约下降0.45 - 0.5%，效率还取决于电池材料和技术，从有机PV的10%到多结电池的近45%不等。

为了提高PV面板的效率，科学家和研究人员尝试了各种技术，包括冷却技术以及其他方法，如使用太阳跟踪器获取最大日照、定期清洁面板灰尘、使用抗反射涂层等。常见的冷却技术有自然或强制对流（使用空气、水、纳米流体等工作流体）、热管冷却、热电冷却和应用相变材料（PCMs）等。PCMs具有高比热容，单位体积可储存和释放的热量是显热储存的5 - 14倍。部署PCM时，需要考虑其热力学、动力学和化学性质，以及成本和可用性。PV模块的最佳工作温度为25°C，因此PCM应具有合适的相变温度、高相变潜热和良好的热传递性能，其热导率决定了热量的充放过程。

不同冷却技术的实施需要考虑初始成本和维护成本。自然和强制对流使用自然空气循环成本较低，但需要较