虽然太阳能电池板技术是非常有益的,他们不能在晚上发电。现在,有可能制造全天候运转的太阳能电池板。
新的研究表明,在最佳条件下,特别设计的光伏电池可以在晚上达到其白天容量的四分之一。
为了实现这一目标,我们需要将热辐射电池纳入其中。热辐射电池是一种通过辐射冷却来产生能量的装置。
热辐射电池正在制造业进行测试,它们被用来转化废热,比如发动机产生的高温。
对于夜晚的太阳能电池板来说,光伏电池板发电将电池指向寒冷的夜空是利用其特性来发电的一种方式。
加州大学戴维斯分校的电子和计算机工程师杰里米·芒迪说:“我们在想,如果我们把设备放在一个温暖的地方,然后对准天空,会怎么样呢?
要使红外线辐射起作用,我们需要使用与传统太阳能电池板不同的材料,传统太阳能电池板通常集中在可见光中(尽管研究人员也试图捕捉两者的电池)。
下一步是找出哪些材料和电子设备可以组装成有效的面板,从而利用夜空和空间作为散热器——使用数学模型来指导设计。
Munday说:“传统的太阳能电池通过吸收阳光来发电,这在设备的两端产生电压,从而产生电流。”在新电池中,电流和电压的方向相反,而不是发射光子,但仍然可以发电。不同的材料,但物理是一样的。”
根据研究人员的计算,在理想的条件下,太阳能农场每平方米可以产生50瓦的电力——在开放、干旱的环境下,许多太阳能农场的整体效率将提高12%左右。
去年,斯坦福大学(Stanford university)的研究人员还建立了一个原型系统,利用夜空和地球之间的热量不平衡,利用红外辐射发电。
尽管实际应用还有很长的路要走,但一旦付诸实践(Munday和他的同事目前只开发了原型),它可能是一种相对便宜和清洁的能源,可以一天24小时运行太阳能电池。
研究人员在论文中总结道:“深空提供了一个有趣的、低温的类似辐射器的环境,我们有机会通过巧妙地利用放射学、光学和材料科学来开发它的能源潜力。”
这项研究发表在ACS光子学杂志上。
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