如果太陽能電池在晚上工作呢?加州大學戴維斯分校(university of California, Davis)電子和計算機工程教授杰里米·芒迪(Jeremy Munday)說，這不是開玩笑。事實上，根據蒙迪和研究生特里斯坦·德佩(Tristan Deppe)撰寫的一篇概念論文，在理想的條件下，特別設計的光伏電池在晚上每平方米可以產生高達50瓦的電量，大約是白天常規太陽能電池板的四分之一。封面故事發表在ACS光子學雜志的2020年1月號上。
蒙迪最近從馬里蘭大學加入了加州大學戴維斯分校，他正在開發這種夜間太陽能電池的原型，這種電池可以產生少量的電能。研究人員希望提高設備的功率輸出和效率。
太陽能電池發電蒙迪說，這個過程類似于普通的太陽能電池，但恰恰相反。比周圍熱的物體以紅外線的形式輻射熱量。傳統的太陽能電池比太陽溫度低，因此吸收陽光。
太空很冷，所以如果你有一個溫暖的物體，把它指向天空，它就會向它輻射熱量。幾個世紀以來，這一原理一直用于夜間制冷。蒙迪說，在過去的五年里，人們對那些可以在白天過濾陽光或散發熱量的設備產生了濃厚的興趣。
電是通過冷卻產生的
還有一種叫做熱電池的設備，它通過向周圍環境輻射熱量來發電。研究人員已經探索過利用它們來捕獲發動機的廢熱。
(a)光伏(PV)和(b)熱輻射(TR)電池的能帶圖和電流-電壓曲線。在光伏電池的情況下，太陽輻射產生的多余電子和空穴分別會流向n型和p型半導體上的觸點，在負載中產生負電用于發電。相比之下，在TR電池中，來自非輻射過程的電子以相反的方向流向孔，因此正電流將流過負載并產生電流。
“我們在想，如果我們把這些設備中的一個放在一個溫暖的地方，指向天空會怎么樣?”蒙迪說。
這種發射熱量的電池指向夜空，發射出紅外線，因為它們比外層空間更熱。
“傳統的太陽發電能電池通過吸收陽光來發電，這就導致了設備兩端的電壓和電流通過。在這些新裝置中，光被發射出來，電流和電壓向著相反的方向，但仍然產生能量。必須使用不同的材料，但物理原理是一樣的。”
該設備也可以在白天工作，如果采取措施阻止或阻擋陽光直射。
由于新的太陽能電池可能是24/7運行，平衡電網在一個晝夜循環是一個有趣的選擇。
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