德国卡尔斯鲁厄理工学院携手美国斯坦福大学科学家，开发出一款混合能源系统。该系统集光伏发电、太阳能热技术与被动式日间辐射冷却（PDRC）技术于一体，可同时提供冷却、发电及加热功能，有望在能源密集型应用领域大显身手，尤其是需要大量电力和冷却的人工智能（AI）数据中心。相关论文发表于最新一期《电池报告物理科学》杂志。

太阳能电池板负责发电，太阳能集热器提供热量，而冷却通常依赖消耗电力的空调系统，于是这三种设备不得不在建筑的屋顶、外墙等有限空间里争夺地盘。团队希望屋顶和外墙能成为“活”的能源表面，同时承担电力、供暖和制冷三重使命，他们的混合能源系统让这一设想变成现实。

这项研究建立在团队此前工作的基础上。2024年，他们曾开发出一种透明材料，在透射日光的同时，还能被动冷却建筑物。基于这一概念，团队将辐射冷却与太阳能收集组件融为一体，把单一表面转化为多功能能源系统。

系统的核心是一层透明发射器，由涂覆硅酮聚合物聚二甲基硅氧烷的二氧化硅基板构成。这层“透明外衣”既能让阳光畅行无阻，又能以红外辐射的形式将热量悄然送出。透明冷却层之下，菲涅耳透镜将透射的阳光汇聚到紧凑的光伏集热器上，电力与热量便在此同时产生。

在室外实验中，这款混合能源系统原型的冷却温度比环境低6.5℃，电功率密度达60.6瓦/平方米，加热温度高达110.8℃。

这项研究证明，一个系统可以同时演绎“冰火两重天”——一边收集太阳能和热量，一边实现冷却功能。接下来，他们计划进一步提升该原型光学设计、热管理和太阳能电池等组件的性能。

（记者 刘霞）