集成辐射制冷膜的光伏组件性能评估与优化研究

许多伟; 顾文波; 毕涛; 张若晖

doi:10.12465/issn.0253-4339.20260209001

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集成辐射制冷膜的光伏组件性能评估与优化研究

更新时间：2026-06-17

- 集成辐射制冷膜的光伏组件性能评估与优化研究
- Performance Evaluation and Optimization Study of Photovoltaic Modules Incorporating Radiative Cooling Films
- 制冷学报 2026年页码：1-10
- 作者机构：
  
  1.新疆大学电气工程学院乌鲁木齐 830017
  2. 西北能源碳中和教育部工程研究中心乌鲁木齐 830017
- 作者简介：
  
  顾文波，男，副教授，新疆大学电气工程学院，E-mail： bobo1314@sjtu.edu.cn。研究方向：可再生能源和太阳能电池热物理。
- 基金信息：
  
  “天山英才”培养计划—青年托举人才项目(2024TSYCQNTJ0018);新疆维吾尔自治区重大科技专项课题(2025A01006-2)
- DOI：10.12465/issn.0253-4339.20260209001
  中图分类号： TK514;S214.4
- 收稿：2026-02-09，
  
  修回：2026-03-06，
  
  录用：2026-03-20，
  
  网络首发：2026-06-17，
- 稿件说明：
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许多伟，顾文波，毕涛，等. 集成辐射制冷膜的光伏组件性能评估与优化研究［J］. 制冷学报，XXXX，XX（XX）：1-10.

Xu Duowei，Gu Wenbo，Bi Tao，et al. Performance Evaluation and Optimization Study of Photovoltaic Modules Incorporating Radiative Cooling Films［J］. Journal of Refrigeration，XXXX，XX（XX）：1-10.
许多伟，顾文波，毕涛，等. 集成辐射制冷膜的光伏组件性能评估与优化研究［J］. 制冷学报，XXXX，XX（XX）：1-10. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20260209001.

Xu Duowei，Gu Wenbo，Bi Tao，et al. Performance Evaluation and Optimization Study of Photovoltaic Modules Incorporating Radiative Cooling Films［J］. Journal of Refrigeration，XXXX，XX（XX）：1-10. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20260209001.

摘要

本文通过建立光伏组件-辐射制冷膜一体化组件的热电耦合模型并展开数值模拟仿真，系统研究了辐射制冷膜在光伏组件不同贴附位置及不同天气条件下的冷却效果与影响因素。研究结果表明，将制冷膜贴附于光伏组件背面时，虽降温幅度略低于正面贴附，但避免了阻挡正面辐照带来的功率损失，综合电性能更优，平均降温4.55 ℃，功率提升3.7%；但在理想条件下，若制冷膜在可见光波段高透射、近红外波段高反射，贴附于正面将实现更显著的降温（9.59 ℃）与功率提升（7.83%）；在不同天气条件下，辐射制冷膜在夏季晴天降温效果最佳，而在冬季阴天等低温低辐照条件下因热阻效应导致组件温度升高；辐照度、环境温度与冷却效果呈正相关，而风速呈负相关，其中辐照度对辐射制冷膜的降温增效影响最大。

Abstract

This study systematically investigated the cooling efficacy and influencing factors of radiative cooling films across different attachment positions on photovoltaic modules under varying weather conditions by establishing a thermoelectric coupling model for integrated photovoltaic module-radiative cooling film assemblies and conducting numerical simulations. These findings indicate that while attaching the cooling film to the rear surface of the PV module yields a slightly lower temperature reduction than the front-side attachment， it avoids power losses caused by obstructing front-side irradiation， resulting in superior overall electrical performance. This configuration achieves an average temperature reduction of 4.55 °C and a power increase of 3.7%. However， under ideal conditions， if the cooling film exhibits high transmittance in the visible spectrum and high reflectance in the near-infrared spectrum， front-side application achieves more pronounced cooling （9.59 °C） and power enhancement （7.83%）. Under varying weather conditions， the radiative cooling film demonstrates optimal cooling performance during sunny summer days. Conversely， under low-temperature， low-irradiance conditions such as overcast winter days， the thermal resistance effect increases the module temperatures. Furthermore， irradiance and ambient temperature exhibit positive correlations with cooling efficiency， whereas wind speed shows a negative correlation. Among these factors， the irradiance exerts the most significant influence on the cooling performance of radiative cooling films.

关键词

Keywords

references

Ugochukwu A A ， Ahmad F ， Khalid M ， et al . Recent enhancement in photovoltaic cell efficiency performance， stability， and cost reduction： a review ［J］. Solar Energy ， 2025 ， 300 ： 113853 .

Wu Tingting ， Mo Lianjian ， Hu Yanxin ， et al . The thermal improvement of cascade phase change thermal management module for photovoltaic cells ［J］. Applied Thermal Engineering ， 2025 ， 273 ： 126486 .

Okulu D ， Selimefendigil F ， Öztop H F ， et al . A review study for the application of heat pipe and nano-enhanced PCM cooling methods on solar concentrated photovoltaic panels： Sate-of-the-art designs， outcomes and future trends ［J］. Thermal Science and Engineering Progress ， 2025 ， 66 ： 104052 .

Ibrahim T ， Faraj J ， Kisswani K ， et al . Cooling photovoltaic panels with air convection-Parametric environmental and economic analysis with case studies ［J］. e-Prime-Advances in Electrical Engineering， Electronics and Energy ， 2025 ， 12 ： 101020 .

Bin Abdul Rahim M S ， Naim bin Tajuddin M F ， Saad M S ， et al . Experimental investigation on improving photovoltaic module efficiency using adaptive fuzzy-PID water cooling ［J］. Solar Energy ， 2025 ， 300 ： 113828 .

郭晨玥，潘浩丹，徐琪皓，等 . 天空辐射制冷技术发展现状与展望［J］. 制冷学报， 2022 ， 43 （ 3 ）： 1 - 14 .

Guo Chenyue ， Pan Haodan ， Xu Qihao ， et al . Current status and future perspectives of radiative sky cooling ［J］. Journal of Refrigeration ， 2022 ， 43 （ 3 ）： 1 - 14 .

王晨曦，邓芳芳，邹豪，等 . 用于温室降温的透明辐射薄膜研究［J］. 制冷学报， 2024 ， 45 （ 1 ）： 63 - 69 .

Wang Chenxi ， Deng Fangfang ， Zou Hao ， et al . Investigating transparent radiative film for greenhouse cooling ［J］. Journal of Refrigeration ， 2024 ， 45 （ 1 ）： 63 - 69 .

Gao Kai ， Shen Honglie ， Liu Youwen ， et al . Random inverted pyramid textured polydimethylsiloxane radiative cooling emitter for the heat dissipation of silicon solar cells ［J］. Solar Energy ， 2022 ， 236 ： 703 - 711 .

Heo S Y ， Kim D H ， Song Y M ， et al . Determining the effectiveness of radiative cooler-integrated solar cells ［J］. Advanced Energy Materials ， 2022 ， 12 （ 10 ）： 2103258 .

Fang Huangyu ， Zhou Lyu ， Xu Lujia ， et al . Radiative cooling for vertical solar panels ［J］. iScience ， 2024 ， 27 （ 2 ）： 108806 .

Tu Yiteng ， Tan Xinyu ， Yang Xiongbo ， et al . Antireflection and radiative cooling difunctional coating design for silicon solar cells ［J］. Optics Express ， 2023 ， 31 （ 14 ）： 22296 .

Li Fuxiang ， Sui Yunren ， Lin Haosheng ， et al . Self-adaptive interfacial evaporation for high-efficiency photovoltaic panel cooling ［J］. Device ， 2025 ， 3 （ 2 ）： 100569 .

He Jiajun ， Chen Yu ， Guo Rui ， et al . Bioinspired colored films with humidity-induced dynamic reflectivity and emissivity for self-adaptive， efficient radiative cooling ［J］. ACS Nano ， 2025 ， 19 （ 33 ）： 30361 - 30370 .

Gu Wenbo ， Ma Tao ， Shen Lu ， et al . Coupled electrical-thermal modelling of photovoltaic modules under dynamic conditions ［J］. Energy ， 2019 ， 188 ： 116043 .

马涛，申璐 . 光伏组件在非标准测试条件下的能量分布［J］. 太阳能学报， 2022 ， 43 （ 2 ）： 169 - 175 .

Ma Tao ， Shen Lu . Analysis of energy distribution of photovoltaic module under non-standard test conditions ［J］. Acta Energiae Solaris Sinica ， 2022 ， 43 （ 2 ）： 169 - 175 .

Wu Runze ， Ma Chao ， Liu Zhao ， et al . Thermal characteristics evaluation of floating photovoltaic modules based on an improved dynamic coupled thermal-electrical model ［J］. Renewable Energy ， 2025 ， 248 ： 123061 .

毕涛，顾文波，许多伟 . 辐射制冷复合型光伏组件的季节性性能分析［J/OL］. 太阳能学报， 2026 . https：//doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0210 https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0210 . DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0210. （Bi Tao http://dx.doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0210.（BiTao ，

Gu Wenbo ， Xu Duowei . Seasonal Performance Analysis of Radiative Cooling Composite Photovoltaic Modules ［J/OL］. Acta Energiae Solaris Sinica ， 2026 . https：//doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0210 https://doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0210 . DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0210.） http://dx.doi.org/10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0210.）

Wei Jia ， Chen Hao ， Liu Jingchong ， et al . Radiative cooling technologies toward enhanced energy efficiency of solar cells： Materials， systems， and perspectives ［J］. Nano Energy ， 2025 ， 136 ： 110680 .

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