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期待!“反太阳能电池板”晚上也能发电

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目前,美国有100多个城市承诺到2050年使用100%清洁可再生能源,太阳能有望帮助实现这一目标。但是,常规的光伏(PV)电池只能在白天运行。由于这类电池缺乏夜间性能,因此需要昂贵的电池及与其他能源连接(最主要是化石燃料)电网。为了继续在全球范围减少碳排放,有必要采用在晚上也能可持续发电的新技术。为此,来自加州大学戴维斯分校的研究人员提出了“反太阳能电池板”。相关论文以题为“Nighttime Photovoltaic Cells: Electrical Power Generation by Optically Coupling with Deep Space”发表在《ACS Photonics》。

论文链接:

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsphotonics.9b00679

期待!“反太阳能电池板”晚上也能发电

由于地球上大量入射的太阳能,光伏具有巨大的潜力,太阳能技术目前已经用于各种各样的应用,从为民用住宅供电到在国际空间站上的太阳能电池板等。但是,它们的一个很大局限性是只能在白天工作,黑暗中无法发电。

为了在太阳下山后也能产生电能,研究人员提出了一种替代的光伏概念,该概念使用地球作为热源,将夜空用作散热器,从而形成了一种“夜间光伏电池”,采用热辐射光伏技术和一种先进的辐射冷却方法,以便在白天和整个晚上产生电能。这种新型的“太阳能”技术有效与传统的太阳能电池板相反,新型“太阳能”技术捕获从地球传播到太空的能量。

期待!“反太阳能电池板”晚上也能发电

By Mike Wehner @MikeWehner

在论文中,研究人员讨论了热辐射光伏的原理,将该概念应用于与深空耦合的理论极限,先进的辐射冷却技术增强其性能的潜力,并讨论了实际的极限,可扩展性和可集成性。当地球的一侧陷入黑暗时,它几乎总是变冷。热量只是另一种能量形式,从地球表面辐射出去,在大多数情况下会散失掉。这种新型的电池板在试图主动捕获逃逸到太空的热量,并利用它产生可用的能量。

期待!“反太阳能电池板”晚上也能发电

当然,目前这种系统可产生的电量与传统太阳能电池无法相比,实际上它只能捕获约25%传统太阳能电池板一天产生的能量。尽管如此,这些可捕获使用的“自由”能量十分有意义,如果大范围使用的话便显得非常重要。

来源:材料科学与工程微信公众号。参考文献:

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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