近日，由沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)领导的国际研究团队取得一项重要研究成果，开发出一种由丙烯酸酯制成的新型复合材料，可有效增强太阳能电池性能。相关研究成果已发表在《材料科学与工程：R：报告》上。

太阳能作为众多国家绿色经济的重要战略目标，在全球可再生能源领域占据主导地位，超过四分之三的可再生能源装置为太阳能电池。不过，可靠且持久的太阳能应用面临诸多挑战。目前，商用太阳能电池板仅能将约20%的太阳光转化为电能，其余部分多以热能形式被吸收或反射。

热量对太阳能电池的性能和寿命影响显著，会加快电池老化，导致需尽快更换电池。因此，对太阳能电池进行冷却十分必要。常见的风扇和泵等冷却系统虽能发挥作用，但需消耗电力，而被动冷却技术则无需电力支持。

领导此次研究的KAUST教授Qiaoqiang Gan表示：“我们专注于研究能够实现被动冷却的材料。这些材料厚度较薄，可放置在温室、太阳能电池等需要冷却才能运行的系统上，且不会影响系统性能。”

在阿卜杜拉国王科技大学可再生能源与储能技术卓越中心开展的这项新研究中，甘教授及其同事制备了一种由氯化锂和聚丙烯酸钠制成的吸湿复合材料。该材料可在夜间吸收空气中的水分，并在白天释放水分。聚丙烯酸酯作为一种廉价聚合物，与其他用于冷却的吸湿复合材料不同，其制造过程无需有害化学物质或专用试剂，进一步降低了成本。

研究团队在沙特沙漠进行了为期数周的实地测试，结果显示，粘附了这种新型复合材料的太阳能电池，温度比未粘附的太阳能电池降低了9.4°C。同时，其功率输出提高了12%以上，使用寿命延长了200%以上，发电成本降低了近20%。

为验证被动冷却技术在不同环境下的有效性，研究团队还在美国本土一些最凉爽的地区开展了降雨条件下的实验。

值得一提的是，甘教授在阿卜杜拉国王科技大学教授斯特凡·德沃尔夫提供的太阳能电池上测试了这种复合材料。斯特凡·德沃尔夫的研究团队通过定制设计，多次创下太阳能电池性能的世界纪录。德沃尔夫评价道：“这项工作是阿卜杜拉国王科技大学不同专业技能融合的绝佳范例。我们在多种环境下对性能最佳的太阳能电池测试了这项新的冷却技术，并在每种情况下都取得了优异的效果。”

更多信息：Huangyu Fang等，《一种用于低维护太阳能电池板蒸发冷却的廉价吸湿复合材料的精简制造》，《材料科学与工程：R：报告》(2025 年)。