这项创新技术有望在高密度城市中将太阳能年发电量最高提升7%。

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香港研究人员开发出一种低成本水凝胶涂层，能有效冷却太阳能板热斑并提升输出功率，从而全面提高光伏系统的性能与可靠性。该涂层针对热斑现象——即单个太阳能电池或电池局部区域相比周围电池产生异常高温的情况。热斑通常由局部遮阴引发，是光伏系统中最顽固的难题之一。

热斑不仅会降低发电效率，还可能导致组件失效、长期性能衰退甚至引发火灾。研究显示，高达22%的光伏组件故障发生在运行仅三年内，其根源正是热斑问题。

这项涂层技术由香港理工大学能源与建筑讲座教授严锋博士及建筑环境与能源工程学系研究助理刘俊伟博士共同研发。

应对太阳能热斑

据香港理工大学研究团队介绍，在太阳能板表面应用这种水凝胶冷却层，可使热斑温度最高降低29华氏度（16摄氏度）。实验室及系统级测试表明，该降温效果可转化为高达13%的功率输出提升。严锋强调，这项水凝胶冷却技术无需改动现有电路设计即可解决热斑问题。

该技术兼具成本效益与使用便捷性，特别适合城市环境。"以香港和新加坡为例，我们团队预测这项技术可能分别实现6.5%和7.0%的年发电量提升，"严锋表示。应用于屋顶及建筑一体化光伏系统时，该涂层预计可挽回近半数因热斑导致的发电损失。"投资回报周期显著缩短，仅需4.5年与3.2年。"

提升光伏可靠性

热斑是太阳能装置的普遍问题。一项针对330余万块光伏组件的调查发现，36.5%的组件存在热缺陷，受影响组件的平均温升超过38华氏度（21摄氏度）。

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异常高温会加速材料老化与性能衰减，同时损害太阳能系统的长期经济性。研究团队将天然聚合物羟乙基纤维素与叶状棉线纤维材料结合在水凝胶基质中。"在全球范围内，这项创新有望抵消建筑一体化光伏系统约50%的热斑发电损失，对太阳能技术进步具有关键推动作用，"严锋说。

刘俊伟指出，该设计克服了传统水凝胶长期使用中常见的开裂与收缩问题。"传统水凝胶在长期使用后体积收缩率可达46%，而我们的创新技术将体积收缩率控制在34%，显著改善了开裂与收缩现象，"他在新闻稿中总结道。研究团队计划进一步开发基于水凝胶的蒸发冷却方案，以推动新兴光伏技术的广泛应用。

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