酷暑是硅基光伏板面临的一大难题。温度每高于25摄氏度1度，光伏板的效率通常就下降0.5%。在巴格达这类炎热地区，这个问题尤为突出：当地气温最高可达50摄氏度，长时间日照会让光伏板表面温度接近80摄氏度。在这类极端环境下，光伏板效率最高会下降25%（https://www.weforum.org/stories/energy-transition/heatwaves-can-hamper-solar-panels）。

不过伊拉克的一项新研究提出了冷却方案，可以在日照充足的高温环境下提升光伏板效率。该系统在光伏板背部布置浸水垫层实现蒸发冷却，同时间歇性向板面喷淋水，避免过热。研究团队9月末在Results in Engineering期刊发表论文称，这套方案可以将光电效率提升约20%。该系统还能产出低温空气，有望用于建筑通风（https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590123026041812）。

论文第一作者、巴格达中等技术大学热力系统专家Deyaa M. N. Mahmood表示，现有的光伏冷却方案，例如风机辅助冷却、被动通风，在极端高温下很难把温度控制到位。但巴格达极度干燥的气候，为另一种冷却思路创造了条件。当地相对湿度仅15%–20%，Mahmood提到：“这种条件为高效潜热蒸发冷却提供了理想的热力学环境。”

光伏板冷却系统如何工作？

Mahmood团队的方案是在光伏组件上加装喷淋喷嘴、蒸发冷却垫层以及温度传感器。这款蒸发垫层由纤维素制成，贴附在光伏板背面；带孔管路把水均匀输送到垫层各处。同时风机抽吸环境空气穿过垫层，促使水分蒸发，从而给光伏组件降温。

当光伏板正面温度达到42–45摄氏度时，喷嘴会自动向板面喷水，以此降低表面温度并清除积灰。收集水箱回收背部垫层以及正面喷淋产生的废水，实现水循环利用，减少淡水消耗。

Deyaa M. N. Mahmood/Elsevier

采用100毫米厚垫层的最优方案下，光伏板温度相比未加装冷却装置的对照组降低29.7摄氏度，光电转换效率提升约20%。研究人员在7、8、9月开展测试，采集巴格达日照最强、气温最高时段的数据。

该团队在迭代多款原型机后确定了这套方案。其中一款早期原型采用地下水-空气换热器，在空气进入垫层之前预先降温（https://www.nature.com/articles/s41598-025-22704-w）。但该方案存在落地短板：需要配套深井设施，并且水泵能耗很高。最新一代原型将光伏背部蒸发冷却与正面间歇喷淋相结合，仅在必要时启动。这套系统可以同时对两面降温、冲刷积灰，不再依赖高能耗的地下水系统。

Mahmood表示：“两种方案结合，解决了单一冷却方案的核心短板。”仅依靠背部蒸发冷却时，一旦环境气温超过50摄氏度，冷却效果就会明显下降。

高温环境下光伏板效率衰减

Deyaa M. N. Mahmood/Elsevier

新设计里一项核心工程难题，是让纤维素蒸发垫层适配试验台33度倾角 —— 该角度是巴格达纬度下光伏板的最优固定倾斜角。这类垫层通常竖直安装在蒸发式冷风机、温室通风系统里，依靠重力让水均匀向下流动。Mahmood介绍，垫层倾斜放置时，必须调整水流与布水方式，避免出现局部干斑或是水流偏流。

阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）材料科学研究者Qiaoqiang Gan和Sunmiao Fang并未参与本研究，他们认为：在极端环境下将近30摄氏度的降温幅度十分亮眼。今年5月Scientific Reports刊登的研究显示，以往的喷淋冷却方案，降温幅度大多在10至22摄氏度之间，光电效率提升约7%–24%（https://www.nature.com/articles/s41598-026-50636-6）。

不过对比各类冷却技术时，需要综合考量多项因素。Gan教授表示：“该方案公布的冷却效果值得肯定，但光伏冷却技术的最终价值，不能只看降温幅度，还要结合净能源收益、耗水量以及长期运维成本综合评判。”

光伏冷却中的能量与水量权衡取舍

在Mahmood的这套系统中，最优配置可让一块150瓦光伏组件的平均输出功率提升约16.7瓦。但该系统需要风机与水泵完成水循环和喷淋，会抵消一部分发电增益。阿卜杜拉国王科技大学的博士后研究者Fang指出，评估净发电收益时，必须把设备实际功耗与工作周期纳入考量。

Mahmood也承认这项短板。他表示：“在单块光伏板原型装置上，水泵和风机产生的寄生能耗，甚至已经超过冷却带来的即时发电增益；这是小规模原型系统普遍存在的固有局限。”在商业化大规模部署场景下该问题能够得到一定缓解：整套光伏阵列共用水泵、风机设备，分摊到单块光伏板的附加能耗就会下降。

Mahmood还发现该系统和建筑通风结合之后，具备额外节能潜力。“最让我们意外的是背板排出空气优异的热工性能。”空气穿过浸水的纤维素垫层之后温度降低，这部分冷空气可以导入暖通空调（HVAC）的新风进气口，实现预冷。

Mahmood称：“如果把冷却排风用于建筑暖通预冷所节约的二次热能计算在内，整套系统的总净能量收益就会变得十分可观。”

光伏冷却系统同时可为建筑降温

Fang指出，这套系统给建筑降温的实际效果尚未得到验证。研究测得排风温度约34摄氏度，想要达到舒适的室内温度，还需要继续降温。

在干旱地区落地，还需要考量其他问题：水源供给、积灰、矿物质结垢、喷嘴堵塞以及运维工作。系统依赖通电的风机和水泵，在供电不稳定的地区部署难度也会增加。

Fang认为，该技术适合水源稳定、已有通风设施的建筑。但对于小型住宅或是离网系统，安装、改造、用电以及维护成本，有可能抵消掉节能收益。

巴格达中等技术大学Mahmood的团队正在寻找光伏项目开发方与暖通设备厂商合作，开展全尺寸商业试点。