夜間不再無用武之地，美科學(xué)家研制夜晚可發(fā)電太陽能板

太陽能是近年備受矚目的再生能源技術(shù)，通過一片片藍色太陽能電池將陽光轉(zhuǎn)換成電力，隨著技術(shù)成熟、成本下降，設(shè)備量也越來越多，只可惜這些發(fā)電的面板到了夜晚、遇到陰天就無能為力，毫無用處。

  雖然太陽能系統(tǒng)可以配備電池，把日間能量儲存下來供夜間使用，但成本還是比較高，對此，加州大學(xué)戴維斯分校團隊想研發(fā)出截然不同的太陽能板，不僅白天可以發(fā)電，夜間也可以，讓太陽能板在夜晚不再無用武之地。

  根據(jù)團隊發(fā)表在《ACS Photonics》的研究，如果說太陽能板是吸收并將陽光轉(zhuǎn)換成電力，那么這個「反?太陽能（anti-solar）」就是把地球當(dāng)成熱源、夜空做為散熱器，利用深空與輻射冷卻概念，研發(fā)散發(fā)長波輻射的熱輻射太陽光電（thermoradiative photovoltaics）。

  這種熱輻射電池會收集周圍的熱能和廢棄熱能，將部分熱量做為熱輻射傳遞到大氣中，通過此方法來發(fā)電。加州大學(xué)戴維斯分校電機工程系教授 Jeremy Munday 表示，不管是一般的太陽能，又或是熱輻射太陽光電，這兩種太陽能板都是種「熱機（heat engines）」。

  一般的太陽能板是吸收陽光后，產(chǎn)生電壓形成電流，而反?太陽能雖然是太陽能板散發(fā)熱輻射、以相反的過程產(chǎn)生電壓和電流，但都會發(fā)電。Munday 表示，雖然新面板使用材料跟一般太陽能板不一樣，但原理是一樣的。

  目前主流太陽能板材料為硅晶，只能吸收近紅外光、可見光及紫外光，波長較長的紅外光則完全無法吸收，而現(xiàn)在團隊則正持續(xù)研究可吸收長波長的汞合金（mercury alloys，汞齊）。后他們研發(fā)出理想狀態(tài)下，夜間發(fā)電量為每平方公尺 50W 的太陽能板，雖然發(fā)電量僅是傳統(tǒng)太陽能板白天時的四分之一，但仍代表太陽能板踏入新的領(lǐng)域，未來也將會繼續(xù)提升發(fā)電量和轉(zhuǎn)化效能。

  Munday 接受 CNN 采訪時指出，新型太陽能板也可以裝設(shè)在工廠，通過吸收廢熱來實現(xiàn)碳中和。

  而該團隊也并非第 一個瞄準輻射冷卻來發(fā)想的科學(xué)家，事實上過去就有科學(xué)家善加利用輻射冷卻效應(yīng)，研發(fā)出建筑冷卻系統(tǒng)。2019 年 9 月，加州大學(xué)洛杉磯分校與斯坦福大學(xué)科學(xué)家也用相同原理研制出熱電設(shè)備，通過聚苯乙烯絕緣體、鍍鋁聚酯樹脂薄膜與黑色鋁制圓盤，善用材料里外溫差，將之轉(zhuǎn)換成電壓，新型熱電設(shè)備每平方米能產(chǎn)生 25 mW 的電力，也能點亮小型的 LED。