太阳能电池板将部分阳光转化为电能会导致其发热，温度升至 50-60 摄氏度，从而大大降低其效率和使用寿命。随着光伏系统在全球范围内的扩张，控制这种热量对于保持其性能和耐用性至关重要。

想象一下这样一个世界：太阳能电池板利用天空的自然冷却能力实现前所未有的效率。这不是一个未来主义的概念——辐射冷却是一项新兴技术，它有可能提高光伏模块的性能和寿命，使这一愿景成为现实。

由于光伏系统具有面向天空的大面积表面，因此它们是该技术的理想候选者，该技术利用 8-13 微米范围内的地球大气透明度来增强辐射传热。在实践中，改进辐射冷却系统

(RCS) 涉及微调红外范围内的光吸收和热发射，同时最大限度地减少亚带隙光子的吸收。

为实现这一目标，必须克服多项科学和技术挑战。其中包括通过改进光伏模块的光学设计，使硅太阳能电池在 0.3-1.1 微米光谱范围内保持高吸收率，以及优化带隙以外红外范围​​内的热辐射(λg=1.1 微米)。

然而，辐射冷却的真正吸引力在于其简单性和可持续性。与通常需要能源和复杂系统的传统冷却方法不同，辐射冷却是被动工作的，由其与周围环境的相互作用提供动力。它完全符合可再生能源的原则——清洁、高效、无限可再生。

辐射冷却技术的最新进展为提高光伏组件效率带来了巨大希望。例如，硅光子晶体已被证实可将硅光伏吸收器的温度降低高达 13 摄氏度。同样，由聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 制成的金字塔结构已被证实可有效增强宽带热辐射，从而进一步提高冷却效率。

基于这些创新，最近的研究表明，应用多层二氧化钛 (TiO2) 和氧化硅 (SiO2) 涂层可以将光伏组件温度降低 3 C，同时将功率输出提高 4.6 W/m²。

另一种有前景的方法是采用 V 形双面辐射冷却设计，事实证明该设计可以将光伏模块的工作温度降低多达 10.6 C，从而使输出电压大幅提高 0.80 V。

这些发现强调了正在探索的优化光伏系统热管理的多种策略，为更高效、更持久的太阳能解决方案铺平了道路。

总之，辐射冷却不仅仅是一项技术创新;它体现了如何利用自然力量来推动可再生能源的发展。通过利用天空的冷却能力，被动热管理对于最大限度地发挥太阳能资源的潜力至关重要，确保尽可能高效地利用从太阳捕获的能量。

作者：M. Amara、E. Drouard