随着极端气候与全球暖化情形加剧，夏季温度节节高升，而为了节省能源、不让电风扇与冷气成为民众唯一降温选项，美国史丹佛大学研发出既可加热又可帮建筑物降温的双层太阳能设备，将有助于节能减碳与降低民众的电费账单。
将太阳能转换成热能并不是一件稀奇的事情，现在就有许多人运用太阳能集中器来增温，而该技术的亮点在于，若把太阳能双层设备装置在屋顶上，在利用太阳能加热的同时，设备背面可吸收屋顶的热能，并运用辐射冷却（radiative cooling）技术把吸收到的热量以中波长红外线辐射回外太空，一台机器正反两面可说是冷热两样情。
热主要传递方式为传导、对流与辐射，其中只要是体温高于绝对零度的生物都会释放热能，且不需要任何介质，但要把地表上的热能辐射到外太空并非易事，团队认为大气层就像一层厚厚的“毯子”，让大部分的热量无法散去。
所幸这条毯子有点脱线跟破洞，大气层几乎不会反射、吸收和散射中波长（8~13 微米）的红外线，因此史丹佛大学得以利用这项机制，并于 2014 年成功运用特殊的辐射冷却材料，将 97% 的太阳光反弹、把建筑物的热量反射回外太空，在近期开发出全新的太阳能设备。
史丹佛大学电机工程系教授范汕洄（Shanhui Fan）表示，研究已成功打造出可同时运用两种不同光源、加热与节能兼具的设备。
且目前太阳能板的光吸收范围不包含中波段红外线，把这两种设备堆叠在一起也不会影响各自的运作效率，因此团队将硅锗太阳能吸收层与硅─辐射冷却材料相结合，上层吸收热能的同时，还可让底部的辐射冷却材料辐射出的中波长红外线一路通行无阻，而为了不让两者温度混合，科学家也在辐射材料环绕一圈真空设备。
根据团队在《Jouel》的研究，上层设备吸收太阳能后，温度会比周边高出 24°C，而下层的辐射冷却材料降温效果良好，温度会低于 29°C，但实验尚未公布该设备的寿命与耐用性。
双层太阳能设备或许有助于减少空调与电风扇使用频率，但现在看来这一装置成本高，很难等比例放大，而史丹佛大学指出，这并不是团队的唯一目标，未来还会致力于开发出“上层可发电、下方制冷”的太阳能系统，这样一来也更加符合目前的能源需求。
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（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图来源：史丹佛大学）
