当太阳能电池变得非常热，他们往往会丧失他们的转换效率。这个问题一直是太阳能电池板制造商多年来的一大挑战。透明覆盖物通过将热辐射到太空，可优化太阳能电池的效率。

当人走到阳光下，他/她从头顶以红外光的形式向太空辐射能量。斯坦福大学的研究人员借用了这个基本思路来开发这项技术。新创建的二氧化硅覆盖物被放置在现有的太阳能电池上。它的目的是迫使太阳能电池所产生的热量远离并进行冷却，因此更多的光子被转换成电。

覆盖物对可见光是透明的，可见光是太阳能电池能量的来源，但红外线是陷阱和放电的加热源。

研究人员包括斯坦福大学电气工程教授Shanhui Fan，研究员Aaswath P. Raman和博士生Linxiao Zhu。

Shanhui Fan教授说：太阳能电池阵列必须面对太阳来工作，即使该热不利于效率。我们的热覆盖物允许太阳光穿过，保留甚至增强太阳光的吸收，但它也通过热辐射来冷却单元并提高电池效率。

一个提高太阳能电池效率的好方式

同样的团队于2014年曾参与创建一种超薄材料。这种材料可直接辐射红外线热到空间中而不增加周围空气的温度。这项工作发表在自然杂志上，在那里该概念被形容为“辐射冷却”因为热直接辐射到空间中。

在目前的研究中，斯坦福团队将该材料用来提高太阳能电池板的性能，特别在阳光最盛的时候。他们在一个量身定制的太阳能吸收器上测试材料，其可以模仿太阳能电池的性能，但不会产生电。他们用能够将红外光分流到大气中的微米级图案覆盖太阳能吸收器。实验显示，该透明材料允许可见光到达太阳能电池，但能保持下面吸收体的温度在23°F。

在一个具有20％效率的标准结晶硅太阳能电池中，冷却到23°F将转化为超过1％的绝对电池效率，这是在能源生产中是显着的增加。

斯坦福研究人员建议，透明覆盖层将非常适用于晴朗干燥的环境，这对大型太阳能电池板恰好是理想的。展望未来，他们希望使用广泛用于制造纳米级图案的纳米印刷光刻技术，将自己的发明扩展到一些商业和工业领域。

文章的共同作者Raman说：这并不一定是唯一的方法。制造这些图案的新技术和机器将继续推进。我很乐观。

更凉爽的汽车

Zhu指出，本发明也可以适用于许多户外装置或系统，它不仅需要冷却，还需要保留可见光实现美学或实际用途。

Zhu说：假设你有一辆汽车，是鲜红色。你真的很喜欢那个颜色，但你也想利用任何可能在天热期间帮助冷却车辆的优势。热覆盖可以帮助被动散热，但如果他们不完全透明将是一个问题。

对于色彩感知的发生，物体必须反射可见光。因此，任何覆盖必须是透明的，或者被调谐到仅吸收可见光以外的光谱。

朱先生说“我们的光子晶体热覆盖层优化了电磁频谱散热部分的使用而不影响可见光，”，“这样你就可以散热效率而不会影响颜色。”

该研究结果已经出现在美国国家科学院论文集杂志上。

新材料在线编译整理——翻译：王晶晶     校正：摩天轮