聚光光伏-光热协同能量捕获系统实现超80%综合转换效率的技术突破

来自国际团队的研究人员开发出一种基于超浸润金属(SWIM)热质交换器的自持式聚光光伏光热(CPVT)系统，通过界面蒸发传热技术同步实现发电、蒸汽生成与热能存储，在10-100倍聚光条件下平均能量捕获效率超80%，为解决光伏热管理及能量综合利用提供了创新方案。

　　

聚光光伏(Concentrating Photovoltaic, CPV)技术为应对全球能源危机提供了前景广阔的解决方案，然而光伏系统存在的过热问题会导致光电转换效率下降及废热排放。本研究展示了一种高效自持的聚光光伏光热(CPVT)能量捕获系统，通过采用超浸润金属(SWIM)热质交换器，同步实现太阳能转化为电能、蒸汽生成和热能存储。该系统通过将SWIM板直接附着于CPV电池背面实现高度集成——SWIM表面通过毛细作用牵引水膜逆重力铺展，通过界面蒸发传热机制有效提取CPV面板的废热，并将其重新用于蒸汽生成和热能存储。SWIM通过辐射、传导和蒸发冷却的复合过程展现出强大的冷却能力。在100倍太阳浓度下，SWIM将CPV温度从98.12^°C降至69.73^°C，使发电效率提升19.76%。此外，该系统具备全自动太阳追踪功能以最大化太阳辐射捕获效能。实验证明在10倍至100倍聚光范围内，其平均太阳能捕获效率超过80%，显著超越了同类技术水平。