最新研究表明，最理想條件下，特殊設(shè)計(jì)的光伏電池在夜間可以實(shí)現(xiàn)白天四分之一的產(chǎn)能。

    為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們需要合并熱輻射電池——因輻射冷卻產(chǎn)生能量的設(shè)備，其中電池發(fā)出紅外線或熱輻射，同時(shí)產(chǎn)生少許能量。

    熱輻射電池正在制造業(yè)中接受檢驗(yàn)，在這些領(lǐng)域中，它們被用于轉(zhuǎn)換廢熱，如發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高溫。

    對于夜間太陽能電池板，將電池指向寒冷的夜空是一種利用其特性發(fā)電的方法。

    加州大學(xué)戴維斯分校的電氣和計(jì)算機(jī)工程師Jeremy Munday說：“我們正在考慮，如果我們將其中設(shè)備安置在溫暖的地方并對準(zhǔn)天空，然后會(huì)怎樣？ ”

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

    下一步是弄清楚哪種材料和電子產(chǎn)品可以拼裝成有效的面板，能夠?qū)⒁箍蘸涂臻g用作散熱器——用數(shù)學(xué)模型指導(dǎo)設(shè)計(jì)。

    Munday說：“常規(guī)的太陽能電池通過吸收陽光發(fā)電，這會(huì)導(dǎo)致設(shè)備兩端出現(xiàn)電壓，進(jìn)而制造出電流。 在新電池中，取而代之的是發(fā)出光子，電流和電壓沿相反的方向運(yùn)行，但仍可發(fā)電。不同的材料，但物理原理相同。 ”

    根據(jù)研究人員的計(jì)算，在理想條件下，太陽能發(fā)電場每平方米可輸出50瓦的功率——在開放、干旱的環(huán)境里，許多太陽能發(fā)電場總體上可提高約12％的效率。

    去年，斯坦福大學(xué)的研究人員也制造了一臺原型系統(tǒng)，利用夜空和地球之間的熱失衡從紅外輻射中產(chǎn)生電能。

    盡管距離實(shí)際應(yīng)用還有很長的路要走，但一旦實(shí)用化(目前Munday和他的同事們只開發(fā)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(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。

    研究人員在論文中總結(jié)道：“深空空間提供了一個(gè)有趣的低溫散熱器般的環(huán)境，我們有機(jī)會(huì)通過巧妙利用輻射學(xué)、光學(xué)和材料科學(xué)發(fā)掘出其中蘊(yùn)藏的能源潛力。 ”

    該研究已發(fā)表在ACS Photonics上。