图片：马来西亚莫纳什大学，Renewable and Sustainable Energy Reviews，知识共享许可 CC BY 4.0
马来西亚莫纳什大学的科学家研究了如何使用石墨烯和石墨烯衍生物作为材料来降低太阳能电池板的工作温度。
在《Renewable and Sustainable Energy Reviews》发表的一篇深入评论中，研究人员解释说，自 2004 年以来，石墨烯作为增强冷却系统传热的介质，引起了科学界的兴趣。
当用于光伏冷却应用时，石墨烯可以以不同的方式使用。例如，它可以用作选择性吸收剂涂层或将其作为纳米流体嵌入到工作流体中。石墨烯纳米颗粒还可以添加到用于太阳能模块冷却的热界面材料（TIM）或相变材料（PCM）中。
该小组将所有应用于光伏的石墨烯技术分为两类——被动冷却和主动冷却。
第一类分为预照明和后照明技术。后者涉及使用热接收器散发太阳能电池产生的热量的所有方法，而前者包括在太阳光谱到达光伏电池之前分解太阳光谱的所有方法。
预照明类别以用作选择性吸收涂层的所有类型的石墨烯涂层中性密度 (GCND) 滤光片为代表。
“GCND 滤光片作为预照明被动冷却技术的应用非常有利，特别是在冷却 CPV 系统方面，”学者们表示。“这种预照明冷却技术可以在太阳辐射到达光伏电池板之前减弱太阳辐射，从而减少光伏电池板产生的热量。”
他们还建议仅在小型家庭应用中使用 GCND 滤波器，因为其成本较高。
他们补充说：“不是在整个基材上涂覆石墨烯，而是将石墨烯涂层专门聚焦在焦点区域，这可能有助于降低涂层成本。”
至于后照明类别，该列表包括在 TIM 和 PCM 中使用石墨烯作为导热填料。
该组织表示：“虽然 TIM 和 PCM 各有优缺点，但对于光伏电池板被动冷却中的 TIM 还是 PCM 哪个更好，并没有统一的答案。”
主动冷却类别包括所有基于配置为工作流体的石墨烯纳米流体的技术。与所有主动冷却方法一样，这些技术需要建造泵和管道来使纳米流体在模块周围循环，科学家表示这会显着提高生产成本。
研究人员表示：“使用石墨烯纳米流体的挑战是昂贵且复杂的制造过程，这阻碍了石墨烯纳米流体在普通工业实践中的采用。”
该小组承认，需要进行更多研究来降低成本并提高冷却效率。研究人员还表示，合成石墨烯纳米流体以及将石墨烯纳米流体与石墨烯增强的PCM杂化是需要克服的主要技术挑战。
Application of graphene and graphene derivatives in cooling of photovoltaic (PV) solar panels: A review
https://doi.org/10.1016/j.rser.2024.114288
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