最前线丨“夜间”太阳能发电首次被证实，发电量仅为太阳能板的十万分之一
时间：2022-11-06 07:55:33 | 浏览：932
白天太阳源源不断地为地球提供能量，而到了夜晚，地球则以红外辐射的形式将热量返还给寒冷的外太空。长期以来传统的太阳能技术主要利用了前者，将白天的阳光转化为电能。“夜间”太阳能发电仅仅停留在理论上。
最近澳大利亚新南威尔士大学光伏和可再生能源工程学院的两位科学家研发出了一种新的设备，首次证明了夜间“太阳能”发电的可能，这项研究成果已经发表在《ACS 光子学》期刊上。
“夜间”太阳能技术的核心器件仍然是半导体的P-N结，但功能、工作原理和运行方向与传统太阳能电池截然相反。通过接收从地球（或其他热源）向上辐射到较冷区域的热能，将跨越该温差的能量流转化为电动势。
传统太阳能发电和“夜间”太阳能的区别（图片来自网络）
"发射式能量收集器"在理论上并非原创，2014 年就有科学家提出了这一理论，但这项最新研究首次证明了这一理论。
两位科学家研发出了热辐射二极管这种半导体设备，与夜视镜中使用的材料成分类似，通过模拟夜间地球向太空辐射热量，首次证明了这个过程中产生了可测量的功率。
这项技术的应用场景不仅限于在夜晚利用环境中的红外辐射，未来可能有相当广泛的用途。
任何在热像仪下发光，即发出红外辐射能量的物体或多或少都可以应用这项技术，包括从工业废热中获取能量，甚至可能用于制作仿生设备，利用人体自身产生的热量，为人工心脏等植入式设备供电。
长远来看，这项技术可以帮助某些设备摆脱对电池的依赖，或者给电池充电。
不过这一技术尚处在初级阶段，由于冷辐射发电能力比较有限，发电量仅仅为目前太阳能板的十万分之一。
在温差仅为12.5℃的情况下，每平方米的热辐射电功率密度峰值仅为2.26毫瓦，估计辐射效率为1.8%。
不过研究者认为这项技术仅仅是个开始，未来发电能力可能得到提高。“夜间”太阳能发电技术的后续研发和优化还有很长的一段路要走，要想实现量产、降低这项技术的应用成本还需要时间，需要找到新的材料才能实现广泛使用。
未来可能将光伏设备，或者今天广泛使用的太阳能电池板和热辐射二极管结合起来，用于“夜间太阳能”发电。
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