热辐射的光子学设计文献综述

 2022-09-16 10:50:51

文献综述(或调研报告):

1、太阳能电池效率

如何太阳能电池的效率一直是光伏行业的核心话题。

1961年,Shockley和Queisser建立了太阳能电池的能量转换模型,计算出了在太阳温度6000K,电池温度300K,大气质量AM1.5的条件下,单晶硅太阳能电池板的理论能量转化效率极限为33.7%。[1]他们所建立的模型与效率极限一直沿用至今。

Green等人在2006年和2016年调查了当时商用太阳能电池的最高效率,分别为22.7%与23.8%。[2,3]平均每年提升约0.1%的效率,这说明了通过完善结构与材料来提升太阳能电池工作效率是一个极度漫长的工作。

2008年,Skoplaki等人通过计算得出了太阳能电池工作温度与其效率之间的关系[4]。他们认为太阳能电池的效率会随着温度降低而增加,每降低1K的工作温度,其相对能量转化效率会提升0.45%左右。这为提升太阳能电池的效率提供了一条简易又有效的路径——降低工作温度。

2、辐射制冷

辐射制冷是一种被动的,有效的制冷方式。其基本原理为使用选择性辐射材料(材料在8-13微米的辐射率极高,其余波段吸收率极高),将热辐射通过8-13微米的大气窗口辐射到深空。相比于其他的降温手段,其优势为结构简单,且无需提供额外能源。

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