新研究解释了太阳能电池板如何很快在夜间发电

与当前一样有利太阳能电池板我们一直在寻求转向可再生能源的技术，但这种面板无法在夜间发电。现在，新的研究表明，设计出可以全天候运行的面板是可能的。

根据这项新研究，在最佳条件下，这些专门设计的光伏电池在夜间产生的能量是白天产生的能量的四分之一。

为了实现这一目标，我们需要采用热辐射电池——通过以下方式产生能量的装置：辐射冷却，其中红外线或热辐射离开细胞并在此过程中产生少量能量。

热辐射电池已经在制造业等领域进行了测试，它们被用来转化废热，例如发动机产生的高温。

对于夜间太阳能电池板，将这样的电池指向在寒冷的夜空是利用这个过程的一种方法。

热辐射电池（右）与太阳能电池（左）的比较。 （特里斯坦·德佩 / 杰里米·芒迪）

“我们在想，如果我们把其中一个设备放在温暖的地方并指向天空会怎样，”电气和计算机工程师 Jeremy Munday 说道，来自加州大学戴维斯分校。

为了通过红外辐射实现这种效果，我们需要使用与普通太阳能电池板不同的材料，而普通太阳能电池板往往聚焦于可见光（尽管研究人员也尝试过可以吸收可见光的电池）捕获两者）。

下一步是找出什么样的材料和电子产品组合可以生产出有效的面板，可以利用夜空和太空作为散热器。然而，基本的数学原理是正确的。

“普通的太阳能电池通过吸收阳光来发电，这会导致设备上出现电压并产生电流，”蒙迪说。 “在这些新设备中，发出的是光，电流和电压的方向相反，但仍然可以发电。”

“你必须使用不同的材料，但物理原理是相同的。”

根据研究人员的计算，在理想条件下，太阳能发电场每平方米（约 10 平方英尺）可产生高达 50 瓦的电力，在大量太阳能发电场所在的开放、干旱环境中，总体能源产量提高约 12%已经立足了。

几个团体正在研究这个想法。去年我们看到一个实验系统，由斯坦福大学的研究人员建立，它还利用夜空和地球之间的热不平衡来通过红外辐射发电。

虽然要适当扩大这项技术的规模以使其具有实际用途还有很长的路要走——目前 Munday 和他的同事只有正在开发的原型——但这可能是一种相对便宜且廉价的方法，可以让太阳能电池每天 24 小时运行。

研究人员在他们的研究中总结道：“深空提供了一个有趣的低温散热器，通过巧妙地利用光子学、光学和材料科学，它有可能在夜间和白天提供电力。”发表论文。

该研究发表于ACS光子学。