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硬核!新型太阳能电池板问世,黑夜也能发电
返回列表 来源: 发布日期: 2022.09.10 浏览次数:
太阳能电池板是以太阳光直接发电的光电半导体薄片,只要满足一定的光照即可将光能转化为热能。近日,斯坦福大学科学家们研发出一种新技术,该技术可使太阳能电池板在黑夜中产生电能。

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根据发表在《应用物理快报》上的论文介绍,它就像一个经典的太阳能电池板,在白天将阳光转化为电能。到了晚上,嵌入式热电发电机 (TEG) 则会“从光伏电池与周围环境之间的温差中获取电能” 。


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众所周知,光子通过与物质的分子碰撞后将动能转移到分子上,分子动能升高开始发热,因此除绝对零度外任何物体都会放射出红外线,红外线唯一能感觉存在的就是它的热效应,但这个过程绝不是单向的。

太阳辐射在白天将地球加热,晚上被作为红外光释放出来,科学家们研发了一种红外夜视镜相同材料建造的热辐射二极管,通过接收热源辐射到较冷区域的热能能量转化为电能。

将功率转换器从冷端换到热端制作太阳能板,研究人员表示这是全世界首次实现这种技术,虽然在夜间只能产生约1/10的太阳能电池板的电量,但只要不断改进,未来或许可以创造出只依靠人体或动物散发的热量便可运行的设备。
领导这项研究的斯坦福大学电气工程师Shanhui Fan表示,他们为光伏电池附上了一种称为热电模块的绝缘材料。这种材料就像一个水电站大坝,吸收热流并从中产生能量。

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该技术通过将白天的热量捕获到散热器中来发挥作用。然后,当这种能量自然地辐射回太空时,其中一些能量可以被TEG和一种可以捕获热波长的独特材料捕获。

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尽管取得了突破性进展,但该技术仍然存在许多挑战。首先,夜间产生的功率仅为50mW/平 ,而标准太阳能电池板约为1000W/平。其次,热量会相对较快地冷却下来,从而转化为产生的电量衰减。
不过这项技术令人兴奋,可能会用于低功率应用或有可靠热源的地方,比如点亮LED,或者为手机或传感器充电。
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