作者 Daisy Chuang | 發布日期 2020 年 05 月 18 日 

沙烏地阿拉伯夏季溫度最高可達攝氏 50 度，這對長期置在戶外的機電設備來說似乎有點過於殘酷，對此科學家已經為太陽能板研發出冷卻系統，透過像是「流汗」的機制，成功冷卻太陽能板並提高 20% 發電效率。

太陽能天敵不只有陰雨綿綿與夜晚時刻，悶熱高溫天氣也是阻礙。太陽能電池結構基本上由 P 型與 N 型半導體接合而成，這種結構稱為 PN 接面。當電池吸收陽光時，PN 接面會產生電子電洞對（electron-hole pair），在內建電場的作用下，受到刺激的電子和失去電子的電洞會朝相反方向移動，進而產生電流與電壓，但若溫度提高，會加快電子電洞對再結合速度，使發電量下降。

因此在沙漠環境中，環保地解決太陽能板散熱是當務之急，以免冷卻所需的電力比太陽能發電量還要高，得不償失。對此沙烏地阿拉伯阿布都拉國王科技大學（KAUST）認為，環境因素造成的問題，就用自然原理解決。

他們決定用氯化鈣來解決問題，其中一般氯化鈣的原料為鹽，它極易吸濕潮解，也易溶於水，團隊便透過氯化鈣、奈米碳管研發出新型聚合物凝膠，當接觸到濕氣，就會吸收鈣鹽與水分漸漸脹大，而在聚合物結構中的奈米碳管，不僅可以吸熱，還能讓聚合物不斷循環吸水與排水的過程。

研究員指出，這種神奇的凝膠可以黏在各式各樣的地方，只要把凝膠黏在太陽能板背面後，當凝膠開始釋放儲存的水分，就可以幫面板降溫攝氏 10 度左右。

實際在戶外實驗測試後，他們觀察到這些凝膠會在悶熱的夜晚中吸收水分，最後在白日艷陽高照時釋放液體，就好像人們藉由流汗來散熱一樣，值得注意的是，或許是戶外熱傳遞與質量傳遞改善有關，他們還驚喜地發現太陽能板效率提高的幅度比室內研究還要多，達 13%-19%。

研究人員認為，這種冷卻技術潛力應用範圍廣泛，畢竟水氣無所不在，新技術適用於各種環境。

https://technews.tw/2020/05/18/solar-panels-sweat/

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