A napelemek fotoelektromos félvezető lemezek, amelyek közvetlenül a napfényből termelnek áramot. Amíg egy bizonyos mennyiségű fény teljesül, a fényenergia hőenergiává alakítható. A közelmúltban a Stanford Egyetem tudósai új technológiát fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi, hogy a napelemek sötétben is áramot termeljenek.
kép
Az Applied Physics Letters-ben megjelent cikk szerint úgy működik, mint egy klasszikus napelem, a napfényt nappal elektromos árammá alakítva. Éjszaka egy beágyazott termoelektromos generátor (TEG) "a fotovoltaikus cellák és a környező környezet közötti hőmérséklet-különbségből gyűjti be az áramot".
kép
Mint mindannyian tudjuk, a fotonok kinetikus energiát adnak át a molekuláknak, miután anyagmolekulákkal ütköznek, és a molekulák akkor kezdenek hőt termelni, amikor kinetikai energiájuk emelkedik. Ezért az abszolút nullapont kivételével bármely tárgy infravörös sugarakat bocsát ki. Az infravörös sugarak létezését csak annak hőhatása érzékeli, de ez a folyamat korántsem egyirányú utca.
A napsugárzás nappal felmelegíti a földet, éjszaka pedig infravörös fényként szabadul fel. A tudósok az infravörös éjjellátó szemüveggel azonos anyagból készült hősugárzó diódát fejlesztettek ki, amely a hőforrásokból a hidegebb területekre kisugárzott hőenergiát elektromos energiává alakítja.
A napelemek gyártásához a hideg végről a meleg végre kapcsolva az áramátalakítót a kutatók elmondták, hogy ez az első alkalom, hogy ezt a technológiát valósítják meg a világon, bár a napelemek villamos energiájának csak körülbelül 1/10-ét tudja termelni. éjszaka, mindaddig, amíg tovább javul, A jövőben lehetségessé válhat olyan eszközök létrehozása, amelyek kizárólag az emberek vagy állatok által kibocsátott hővel működnek.
A fotovoltaikus cellákhoz egy termoelektromos modulnak nevezett szigetelő anyagot rögzítettek - mondta Shanhui Fan, a Stanford Egyetem villamosmérnöke, a tanulmány vezetője. Az anyag vízerőműként működik, elnyeli a hőáramot és energiát termel belőle.
A technológia úgy működik, hogy a nappali hőt a radiátorba zárja. Aztán amikor ezt az energiát természetesen visszasugározzák az űrbe, egy részét felfoghatja a TEG és egy egyedülálló anyag, amely megfogja a hőhullámhosszokat.
Az áttörés ellenére a technológia még mindig számos kihívást jelent. Először is, az éjszakai teljesítmény mindössze 50 mW/négyzet, szemben a szabványos napelemek körülbelül 1000 W/négyzetméterével. Másodszor, a hő viszonylag gyorsan lehűl, ami a megtermelt villamos energia bomlását jelenti.
A technológia azonban izgalmas, és potenciálisan használható alacsony fogyasztású alkalmazásokban, vagy ahol megbízható hőforrás van, például világító LED-ek, töltő telefonok vagy érzékelők.
