被动冷却辅助下太阳能电池性能的理论分析

Theoretical analysis of solar cell performance assisted by passive cooling

Qin Ye · Hongjie Yan · Meijie Chen · Connected Content · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

辐射冷却与蒸发冷却等被动散热策略在太阳能电池热管理中备受关注，但其对电池性能影响的评估尚不充分，制约了被动冷却结构的设计优化。本文建立了电-热耦合模型，系统分析了不同被动冷却条件下太阳能电池的性能表现。结果表明，在自然对流环境下，相较于普通玻璃封装电池，通过提升中红外发射率或太阳光谱中λg以上波段反射率实现的天空辐射冷却，对降温或输出功率提升效果有限。关键在于采用减反射涂层保证近完美亚λg波段透过率，这对电池性能起主导作用。选择性光谱调控下，低温并不直接对应高输出功率。

解读: 该被动冷却理论研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及PowerTitan储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究揭示的关键发现——亚λg波段减反射涂层对性能的主导作用，可指导光伏组件封装材料选型，提升MPPT算法的温度补偿精度。电-热耦合建模方法可应用于逆变器功率模块散热设计，特别是SiC器件在高温环...