一項研究表明，太陽能電池為已經很長的有益用途添加了另一個功能 - 它們可以將熱量轉化為可用的能量。
人類正在尋找更多可再生能源的來源。過去，科學家能夠發展將雨滴轉換為電力的太陽能電池板。現在，來自馬薩諸塞州理工學院（MIT）的研究人員提出了一種設備，靈感來自太陽能電池的能力超越理論上的陽光量，它們可以轉化為電力。
預測太陽能電池具有絕對的理論天花板，也稱為衝擊式蓋塞極限，該天花板定義了太陽能電池轉化能量的能力。例如，單層矽電池的上限約為32％。為了增加這種能力，將添加幾層細胞。另一種方法是在允許發電之前先轉換能量。後一種技術，也稱為太陽能熱伏洛爾電（STPV），是研究人員開發的。
儘管已知的理論能量上限仍然存在於常規光伏（PV）中，但研究人員解釋說，STVP可能會破壞該特定限制。
在解釋理論時，MIT博士生的主要研究作者David Bierman計算出，使用傳統的太陽能電池和高科技材料的床單的STPV甚至可以超過效率限制的兩倍。
在他們的研究中，研究人員表明，與僅使用低效率PV電池的設備相比，STPV設備確實具有更大程度上的太陽能轉換為電力的能力。
它如何工作？
STPV的原理通過具有首先吸收所有熱量和能量的溫度來引發熱輻射的過渡組件來起作用。通過更改添加層的構型和材料，可以通過太陽能電池可以收集的精確波長發射輻射。該方法使太陽能電池在減少太陽能電池熱量的同時有效地性能。
該設備的重要部分是使用納米光子晶體，在細胞被加熱時精確確定波長的能力。
在演示過程中，研究人員通過垂直排列的碳納米管將納米光子晶體整合在系統中，並經過1,000攝氏度（1,832華氏度）的熱量。在加熱期間，晶體發出了狹窄的波長帶，該波長與相應的PV單元完美匹配，該細胞捕獲並將其轉換為電。
Bierman解釋說，碳納米管吸收了所有捕獲的光子轉化為熱量的全太陽光譜，從而補充了PV細胞的效率極限。
該方法還使用了配備鏡子的傳統太陽濃縮系統，該系統可以指導陽光以保持高溫的聚焦。然後，先進的光學濾波器將所有首選的光波長允許到PV單元，而不必要的波長會反射並重新吸收。這些不需要的波長的重吸收維持光子晶體的溫度。
通過此操作，光子晶體通過熱而不是光而產生排放，這意味著環境變化不會影響其效率。然後可以每週7天連續24小時使用太陽能 - 沒有能量浪費。
“這是我們第一次真正在太陽和光伏電池之間放置一些東西來證明效率，”說Bierman。 “我們證明，僅僅有了我們自己的不優化的幾何形狀，我們實際上可能會打破衝擊式的賽車限制。”
該團隊現在正在考慮擴展他們的研究，以尋找擴大實驗單元的方法。
普渡大學的電氣和計算機工程助理教授彼得·伯梅爾（Peter Bermel）承認，該設備確實對科學界具有重要價值。它是唯一使用太陽能TPV的設備，可以在戶外成功複製。
伯梅爾說：“這還表明，對於足夠高的輸入功率密度，太陽能TPV可以直接比較相同的單元，可以超過PV輸出，並使用濃縮的陽光將這種方法借給了這種應用。”
這學習在線出版自然能量5月23日。
