Abstract Several researchers have demonstrated that plasmonic nanofluids based filters can potentially enhance hybrid solar photovoltaic/thermal (PV/T) systems performance. In this work, we report a facile process for achieving silica-coated silver (Ag) nanoparticles using dimethylamine (DMA) as a basic solvent to induce tetraethyl orthosilicate (TEOS) hydrolysis. Then, the prepared Ag@SiO2 nanoparticles which have a controllable silica shell thickness are suspended in propylene glycol-CoSO4 hybrid fluid. Finally, the characteristics of the PV/T system filtered by the Ag@SiO2/CoSO4-PG nanofluids are evaluated based on the indoor test and photo-thermal conversion model. The results show that the nanoparticles prepared under optimized conditions, i.e., pH value of 8–9, water: ethanol volume ratio of 1:4, temperature of 25 °C, TEOS volume of 0.05 mL, and reaction time of 12 h, exhibit an absorption peak at 474 nm. Further, this study reveals that Ag@SiO2/CoSO4-PG nanofluid filter with concentration of 25.4 mg/L gives a reasonable spectral match with silicon concentrator solar cell according to the measured optical transmittance and the calculated filtering efficiency of 39.3%. The use of 25.4 mg/L Ag@SiO2/CoSO4-PG nanofluid filter produces a higher total efficiency of 63.3% and yields economic value enhancement of 67.8% compared to the PV only system when worth factor (w) is 3.

中文翻译：

---

核壳型Ag@SiO2纳米粒子的制备及其在光谱分裂PV/T系统中的应用

摘要 几位研究人员已经证明，基于等离子体纳米流体的过滤器可以潜在地增强混合太阳能光伏/热 (PV/T) 系统的性能。在这项工作中，我们报告了一种使用二甲胺 (DMA) 作为基本溶剂诱导原硅酸四乙酯 (TEOS) 水解的简单方法，用于获得二氧化硅涂层的银 (Ag) 纳米粒子。然后，将制备的具有可控硅壳厚度的 Ag@SiO2 纳米粒子悬浮在丙二醇-CoSO4 混合流体中。最后，基于室内测试和光热转换模型评估了由 Ag@SiO2/CoSO4-PG 纳米流体过滤的 PV/T 系统的特性。结果表明，在优化条件下制备的纳米颗粒，即pH值为8-9，水：乙醇体积比为1：4，温度为25℃，TEOS体积为0.05mL，反应时间为 12 h，在 474 nm 处出现吸收峰。此外，这项研究表明，根据测量的光学透射率和计算的 39.3% 的过滤效率，浓度为 25.4 mg/L 的 Ag@SiO2/CoSO4-PG 纳米流体过滤器与硅聚光太阳能电池具有合理的光谱匹配。当价值因子 (w) 为 3 时，使用 25.4 mg/L Ag@SiO2/CoSO4-PG 纳米流体过滤器可产生 63.3% 的更高总效率，与纯光伏系统相比，经济价值提高 67.8%。根据测量的透光率和计算的 39.3% 的过滤效率，4 mg/L 与硅聚光太阳能电池具有合理的光谱匹配。当价值因子 (w) 为 3 时，使用 25.4 mg/L Ag@SiO2/CoSO4-PG 纳米流体过滤器可产生 63.3% 的更高总效率，与纯光伏系统相比，经济价值提高 67.8%。根据测量的透光率和计算的 39.3% 的过滤效率，4 mg/L 与硅聚光太阳能电池具有合理的光谱匹配。当价值因子 (w) 为 3 时，使用 25.4 mg/L Ag@SiO2/CoSO4-PG 纳米流体过滤器可产生 63.3% 的更高总效率，与纯光伏系统相比，经济价值提高 67.8%。