在夜間也能發電的太陽能電池板

儘管太陽能電池板技術非常有益,但它們無法在夜間發電。現在,或許可以製造出全天候運行的太陽能電池板。

最新研究表明,最理想條件下,特殊設計的光伏電池在夜間可以實現白天四分之一的產能。

為了實現這一目標,我們需要合併熱輻射電池——因輻射冷卻產生能量的設備,其中電池發出紅外線或熱輻射,同時產生少許能量。

熱輻射電池正在製造業中接受檢驗,在這些領域中,它們被用於轉換廢熱,如發動機產生的高溫。

對於夜間太陽能電池板,將電池指向寒冷的夜空是一種利用其特性發電的方法。

加州大學戴維斯分校的電氣和計算機工程師Jeremy Munday說:“我們正在考慮,如果我們將其中設備安置在溫暖的地方並對準天空,然後會怎樣?”

為了使紅外輻射達到效果,我們需要使用與常規太陽能電池板不同的材料,這些材料通常會集中在可見光上(儘管研究人員還嘗試了可以同時捕獲兩者的單元)。

下一步是弄清楚哪種材料和電子產品可以拼裝成有效的面板,能夠將夜空和空間用作散熱器——用數學模型指導設計。

Munday說:“常規的太陽能電池通過吸收陽光發電,這會導致設備兩端出現電壓,進而製造出電流。在新電池中,取而代之的是發出光子,電流和電壓沿相反的方向運行,但仍可發電。不同的材料,但物理原理相同。”

根據研究人員的計算,在理想條件下,太陽能發電場每平方米可輸出50瓦的功率——在開放、乾旱的環境裡,許多太陽能發電場總體上可提高約12%的效率。

去年,斯坦福大學的研究人員也製造了一臺原型系統,利用夜空和地球之間的熱失衡從紅外輻射中產生電能。

儘管距離實際應用還有很長的路要走,但一旦實用化(目前Munday和他的同事們只開發出原型),這可能是一種相對便宜且清潔的能源,可以使太陽能電池24小時運轉。

研究人員在論文中總結道:“深空空間提供了一個有趣的低溫散熱器般的環境,我們有機會通過巧妙利用輻射學、光學和材料科學發掘出其中蘊藏的能源潛力。”


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