目前，美國有100多個(gè)城市承諾到2050年使用100％清潔可再生能源，太陽能有望幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。但是，常規(guī)的光伏（PV）電池只能在白天運(yùn)行。由于這類電池缺乏夜間性能，因此需要昂貴的電池及與其他能源連接（最主要是化石燃料）電網(wǎng)。為了繼續(xù)在全球范圍減少碳排放，有必要采用在晚上也能可持續(xù)發(fā)電的新技術(shù)。為此，來自加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員提出了“反太陽能電池板”。相關(guān)論文以題為“Nighttime Photovoltaic Cells: Electrical Power Generation by Optically Coupling with Deep Space”發(fā)表在《ACS Photonics》。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsphotonics.9b00679
由于地球上大量入射的太陽能，光伏具有巨大的潛力，太陽能技術(shù)目前已經(jīng)用于各種各樣的應(yīng)用，從為民用住宅供電到在國際空間站上的太陽能電池板等。但是，它們的一個(gè)很大局限性是只能在白天工作，黑暗中無法發(fā)電。
為了在太陽下山后也能產(chǎn)生電能，研究人員提出了一種替代的光伏概念，該概念使用地球作為熱源，將夜空用作散熱器，從而形成了一種“夜間光伏電池”，采用熱輻射光伏技術(shù)和一種先進(jìn)的輻射冷卻方法，以便在白天和整個(gè)晚上產(chǎn)生電能。這種新型的“太陽能”技術(shù)有效與傳統(tǒng)的太陽能電池板相反，新型“太陽能”技術(shù)捕獲從地球傳播到太空的能量。
By Mike Wehner @MikeWehner
在論文中，研究人員討論了熱輻射光伏的原理，將該概念應(yīng)用于與深空耦合的理論極限，先進(jìn)的輻射冷卻技術(shù)增強(qiáng)其性能的潛力，并討論了實(shí)際的極限，可擴(kuò)展性和可集成性。當(dāng)?shù)厍虻囊粋?cè)陷入黑暗時(shí)，它幾乎總是變冷。熱量只是另一種能量形式，從地球表面輻射出去，在大多數(shù)情況下會(huì)散失掉。這種新型的電池板在試圖主動(dòng)捕獲逃逸到太空的熱量，并利用它產(chǎn)生可用的能量。
當(dāng)然，目前這種系統(tǒng)可產(chǎn)生的電量與傳統(tǒng)太陽能電池?zé)o法相比，實(shí)際上它只能捕獲約25％傳統(tǒng)太陽能電池板一天產(chǎn)生的能量。盡管如此，這些可捕獲使用的“自由”能量十分有意義，如果大范圍使用的話便顯得非常重要。
參考文獻(xiàn)：
1. https://bgr.com/2020/02/03/anti-solar-panel-night-energy/
2. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsphotonics.9b00679
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