沒有太陽也行?反太陽能電池可以在晚上發電

超弦 發佈 2020-02-12T01:47:31+00:00

「在正在開發的許多方法中,最大的有望繼承者一直是太陽能。​不幸的是,太陽能有很多缺點,比如它只能在白天使用,還有良好的天氣條件。然而,來自電子與應用物理研究所的研究人員進行的一項新研究表明,一種特殊的光伏電池可以在夜間發電。這些「反太陽能」電池可以徹底改變可再生能源,使其更加高效

如果人類想要在所謂的「人類世界」中生存下去,我們就必須擺脫化石燃料和其他不可持續的方法,擴大我們在地球的存活方式。在人類近幾十年,大量的研究和開發正轉向「可再生能源」。「在正在開發的許多方法中,最大的有望繼承者一直是太陽能。

不幸的是,太陽能有很多缺點,比如它只能在白天使用,還有良好的天氣條件。然而,來自電子與應用物理研究所(IREAP)的研究人員進行的一項新研究表明,一種特殊的光伏電池可以在夜間發電。這些「反太陽能」電池可以徹底改變可再生能源,使其更加高效。

這項研究由特里斯坦·德佩(Tristan Deppe)領導,他是加州大學戴維斯分校(University of California Davis)的研究生助理,專門從事可持續能源收集。加州大學戴維斯分校(University of California Davis)電子與計算機工程系教授傑里米·芒迪(Jeremy Munday)最近加入了IREAP。這項研究一經提出立刻引起了軒然大波,毫無疑問,如果該項研究可以普及,將大大改變人類的現狀!

那麼這種新型電池和太陽能電池有什麼不同呢?

本質上,這種新型光伏電池的工作原理與普通太陽能電池完全相同,只是方向相反。在傳統的太陽能電池中,是通過一層基片(通常是矽)利用溫差吸收來自太陽的光並將其轉化為電荷。基本上,由於太陽能電池比它暴露在陽光下的溫度要低,因此它可以吸收太陽能來發電。

同樣,溫度高於周圍環境的物體會自然地向外散發熱量。幾個世紀以來,人類一直利用這一現象,比如在夜間將物體指向天空,以保持其溫度穩定。說到這裡,大部分人應該知道其中原理了,為了發電而這樣做的裝置就被稱為熱輻射電池。

Munday教授說,在過去的五年里,人們對這些設備產生了濃厚的興趣,尤其是那些可以在白天過濾陽光或遠離太陽的設備。多年來,科學家們一直在研究這一概念的各種應用(如捕捉髮動機廢熱)。

在他們的研究中,Munday教授和Deppe考慮了如何將這種設備也用作可再生能源。Munday教授最近在加州大學戴維斯分校的新聞發布會上解釋說,這個指向夜空的熱輻射細胞會發射紅外線,因為它比外太空更熱。

因此科學家表示,如果我們把這些設備中的一個放在一個溫暖的地方,並把它指向天空,因為一個普通的太陽能電池通過吸收陽光來發電,這會導致設備上出現電壓差,並使電流流動。在這些新設備中,光會發射出來,電流和電壓向著相反的方向,這樣就可以發電。當然,你必須使用不同的材料,但物理原理是一樣的。

如果採取措施阻擋陽光直射或使電池遠離陽光,同樣的裝置也能工作。因此,除了可以與傳統的光伏電池同時工作外,反太陽能電池還可以隨時發電。因此,這項技術可以通過在晝夜循環中平衡太陽能電網來克服太陽能的最大缺點之一。

也許我們根本就不需要等待天基太陽能電池陣列提供全天候的太陽能!

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