非球状形貌粒子Au-H2O纳米流体光谱分频光伏/光热系统性能研究

韩 寒，王富强，梁华旭，程子明，史绪航

(哈尔滨工业大学(威海)新能源学院，山东 威海 264200)

太阳能是一种重要的清洁能源[1-3]，太阳能的开发与利用对解决人类能源危机具有重要意义[4-5].由于半导体禁带宽度的限制，现有光伏电池尚不能利用太阳辐射(400 nm～2500 nm)全部波长的能量[6].因此有学者提出采用纳米流体分频系统，进行热电联产，实现太阳能的全光谱利用[7].纳米流体分频系统不但能够获得高温流体，同时能够降低光伏电池表面温度.现有研究指出光伏电池表面温度每升高1 K，光伏电池转化效率降低0.45%[8].

Taylor等[9]首先提出一种应用于PV/T系统的新型纳米流体分频器，使得纳米流体分频器成本显著降低.该系统具有良好的光热转换效率，同时能够实现吸收峰和带宽的连续调节.梁华旭等[10～11]通过实验得出，当乙二醇基氧化锌纳米流体分频器中粒子浓度为11.2 ppm时，光电与光热转换效率分别为14.49%和7.4%，与聚光光伏系统相比，其太阳能转换效率相关系数提高了3.8%，表明所获得的光热效率能够弥补光伏电池效率损失.安巍等[12]分别研究了水基聚吡咯和油酰胺基Cu9S5纳米流体分频系统太阳能利用率，结果表明二者太阳能利用率可达25.2%和34.2%，较无分频系统分别提升13.3%和17.9%.李浩然[13]等提出了一种基于Ag@SiO2-乙二醇的光谱分频器系统，该系统的太阳能转换效率为29.26%，其中光电转化率可达14.23%.

文献综述表明，纳米流体分频器的加入能够有效降低光伏电池表面温度，利用废热，提高PV/T系统的总输出功率……