反太阳能电池:热辐射光伏电池在夜间工作

传统的光伏或太阳能电池(左)吸收来自太阳的光子,并产生电流。热辐射电池(右)在朝着深空的极冷辐射红外光(热)时会产生电流。加州大学戴维斯分校的工程师建议,这种电池可以产生大量能量,并在昼夜周期内帮助平衡电网。

如果太阳能电池在晚上工作怎么办?加州大学戴维斯分校电气与计算机工程系教授杰里米·蒙迪(Jeremy Munday)说,这可不是开玩笑。实际上,根据Munday和研究生Tristan撰写的一份概念文件,在理想条件下,经过特殊设计的光伏电池在夜间理想条件下,每平方米可以产生高达50瓦的功率,约为白天常规太阳能电池板的四分之一。快点该文章发表在ACS Photonics的2020年1月号上,并以其封面刊载。

刚从马里兰大学加入加州大学戴维斯分校的Munday正在开发这些夜间太阳能电池的原型,这些太阳能电池可以产生少量电能。研究人员希望提高设备的功率输出和效率。
周一,该过程与普通太阳能电池的工作过程相似,但相反。与周围环境相比较热的物体将以红外光的形式辐射热量。常规太阳能电池比太阳凉爽,因此吸收光。

空间真的非常寒冷,因此,如果您有一个温暖的物体并将其指向天空,它将向其辐射热量。人们已经将这种现象用于夜间制冷已有数百年的历史了。Munday说,在过去的五年中,人们对在白天可以做到这一点的设备(通过过滤掉阳光或远离太阳)产生了浓厚的兴趣。

通过散发热量来发电

还有一种称为热辐射电池的设备,该设备通过向周围的环境辐射热量来发电。研究人员已经探索使用它们来捕获发动机的废热。

Munday说:“我们正在考虑,如果我们将其中一种设备拿到温暖的地方并指向天空,那该怎么办?”

指向夜空的这种热辐射电池会发出红外光,因为它比外太空要热。

常规的太阳能电池通过吸收阳光来发电,这会导致设备两端出现电压并使电流流动。在这些新设备中,光会被发射,电流和电压会朝相反的方向移动,但是您仍然会发电。 Munday说。“您必须使用不同的材料,但是物理原理是相同的。”

如果您采取措施阻止直射的阳光或使其远离阳光,则该设备也将在白天工作。由于这种新型太阳能电池可能会全天候运行,因此在昼夜周期内平衡电网是一个有趣的选择。

参考:“夜间光伏电池:特里斯坦·德普(Tristan Deppe)和杰里米·N·蒙迪(Jeremy N.Munday)于2019年11月20日在ACS Photonics.DOI:
10.1021 / acsphotonics.9b00679

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