中美科【kē】学家日前发表在美国《焦耳》杂志上【shàng】的研【yán】究显示,他们开发出【chū】一种新型设【shè】备,在利用太阳能【néng】加【jiā】热的同【tóng】时,可利用辐射制冷原理制【zhì】冷。在屋【wū】顶上【shàng】安装这种设备有助于节约能源【yuán】。

辐射制冷利用了【le】地球上物【wù】体通过热辐射的方式散【sàn】热至极【jí】冷的外【wài】太空的自然现象。通常地球大气层会阻碍热辐射,空气像【xiàng】一条“毯子”包【bāo】裹在【zài】我【wǒ】们周围,所【suǒ】以【yǐ】辐射制【zhì】冷的效果不明显。但【dàn】研究【jiū】人员发现【xiàn】,空气“毯子”中有“漏洞”,特定【dìng】波段的红外辐射能穿过“漏洞”,带走热【rè】量【liàng】,这种制冷方式的优点在【zài】于不【bú】消【xiāo】耗电【diàn】能。

另一方面,用【yòng】太阳能加热的太阳【yáng】能【néng】板则已常见。美国斯【sī】坦福大学范汕洄【huí】教【jiāo】授团队【duì】和中国东南大学陈【chén】震【zhèn】教【jiāo】授等人【rén】在最【zuì】新研究中说,他们将【jiāng】太阳能加热板和【hé】辐射制冷板垂直【zhí】叠加放置,开发出【chū】一种可同时加热【rè】和制冷的设备。

陈震对【duì】新华【huá】社【shè】记者说,用半导【dǎo】体材【cái】料锗制作的【de】太阳能板【bǎn】在【zài】吸【xī】收太阳能【néng】波段光子的同时,可让底【dǐ】部的辐射制冷板辐射的【de】中红外【wài】波段光子畅【chàng】通无阻地通过,辐【fú】射制冷【lěng】板与周围环境之间用真空装【zhuāng】置实现热隔离。

实验显示【shì】,这种设备的下部【bù】和上部可说是“冷热【rè】两【liǎng】重【chóng】天”。上部的太阳能板在吸收【shōu】太阳【yáng】能后,温度可比周【zhōu】围环境【jìng】高出【chū】24摄氏度;而【ér】下部的辐射制冷板【bǎn】降温效果明显,温度可【kě】比周围环境低29摄氏【shì】度【dù】。

陈震说,实验中的太阳能板将太阳能转化为热能,也可以将其替换成太阳能电池板,将太阳能转化为电能。

这【zhè】种【zhǒng】设备如应【yīng】用【yòng】在建筑【zhù】屋顶等处【chù】,有望一【yī】方面提供加热或发电【diàn】的能源,另一方面节约空【kōng】调制冷的能源。研究团队接下来【lái】希【xī】望能【néng】寻找更加廉【lián】价的【de】材【cái】料,以推动这种技术的大规模应用。