如图所示为斯坦福大学的工程师发明的一种透明材料，该材料通过将辐射的热能散入太空来提高太阳能电池的效率。图片来源:斯坦福大学工程学院。

当你漫步在路上，身体发出的能量会散到宇宙中:头顶的热量以红外线的形式辐射到空间中。

目前，斯坦福大学的三位工程师开发出一种技术，利用这种基本现象来提高太阳能电池板的性能。他们的技术将太阳能电池所产生的热量进行分流，以冷却的方式使更多的光子转换成电能。

 Shanhui Fan是斯坦福大学的电子工程教授，他和研究助理Aaswath p .Raman、博士生Linxiao Zhu在《国家科学院院刊》上联合发表了该论文。

该研究团队在斯坦福大学的屋顶上进行测试，结果解决了长期以来一直困扰太阳能产业的问题:热太阳能电池的效率较低，将光子转换成有用的电能的能力有限。

斯坦福大学的解决方案是将硅薄膜材料置于传统的太阳能电池上。该薄膜材料透明，使得太阳能电池在太阳光下可见，同时吸收或者发出热辐射（红外线）。

Fan说：“太阳能电池必须依靠太阳产生能量，即使热量对电池的效率无益。我们的热涂层可以允许阳光穿过，维持甚至强化阳光吸收，同时通过辐射热量来冷却电池单元，从而提高电池效率。”

以冷却的方式来提高太阳能电池效率

2014年，同样有三位发明家发明了一种超薄材料，该材料可以将辐射的红外线直接返回空间，并且不会造成气候变暖。他们在《Nature》上发表了该成果，称其为“辐射冷却”，因为它将分流的热能直接伸入底部，冷却底部空间。

在他们新发表的论文里，研究人员一直试图提高太阳能电池的性能。

斯坦福大学的研究团队在一个定制的太阳能吸收器上测试了他们的新技术，太阳能吸收器可以在不发电的情况下模拟太阳能电池的特性，它被微米尺寸的涂层涂敷，旨在以红外线的形式最大程度地将热量散入太空。实验结果表明，该材料涂层允许可见光通过太阳能电池，同时它可以冷却底层高达55华氏度。

一个典型的晶体硅太阳能电池的效率为20%，55 F的冷却温度可以使得绝对电池效率提高超过1%，这意味着显著提高了能源产率。

研究人员指出，新型透明热涂层的工作环境为干燥清亮的场所，这和大型太阳能电池的首选厂址不谋而合。也许通过采用纳米光刻技术（一种常见的生产纳米级产品的技术），该成果可以得到推广，并进行商业化和工业化应用。

该论文的共同作者Raman说：“这并不一定是唯一发方法。来自制造业的新技术和新设备将不断改进这一模式，对此我表示十分乐观。”

冷却车

Zhu指出，该技术在任何要求冷却的户外设备或系统上的应用潜力都十分巨大，但是由于现实或者审美的需求，它需要太阳光的可见光谱。

Zhu说：“如果你有一辆鲜红色的汽车。你很喜欢这个颜色，但是同时你还想利用一些措施使你的车在炎热的天气里保持冷却。涂层可以起到被动冷却的作用，但如果涂层不是完全透明的，这将无法实现。”

这是因为人们对颜色的感知需要物体反射可见光，所以任何涂层都要求是透明的，否则它只能吸收可见光谱以外的光线。

Zhu说：“我们研究的光子晶体热涂层热辐射的电磁波谱经过优化，并不影响可见光，所以该涂层可以有效辐射热量而不影响颜色的反射。”

新材料在线编译整理——翻译：陈琼      校正：摩天轮