光伏电池可逆?澳洲科学家研发新设备 可在夜间通过光发散发电

2022-05-19 15:50     财联社

财联社上海5月19日讯(编辑黄君芝)据报道,澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)的一个团队在世界上首次展示了"逆向太阳能电池"的发电能力。据称,最终它的发电量将达到太阳能电池板的十分之一,不过它的工作时间是在夜间。

众所周知,太阳能电池板从太阳光中吸收能量并将其转化为电能。简而言之,它们在P-N结中使用了两个不同处理的硅半导体层。其中,N层掺入了额外的电子"供体"杂质,P层掺入了"受体"杂质。在中间有一个"耗尽区",在那里这些电子和接受电子的空穴或多或少地会相互抵消,并形成一个屏障进而阻止所有N面的电子直接扩散到P面。

当阳光照射在电池上时,照射进来的光子中的热能在硅中被吸收,如果"耗尽区"的电子得到足够的能量来跳过两边的带隙,它就可以从其空穴中跳出来并被加速跨越到N边及增加两边的电压电位。在一个外部电路中将两边连接在一起之后,则可以让电子回到P面并做电功。

所有这些都可以解释为,阳光中的光子热能启动了这个过程。但这并不只是一个单向的过程。随着我们星球的旋转,太阳辐射在白天令地球升温,但在凉爽的夜晚,地球又将这些能量作为红外光释放出来。新南威尔士大学的一组研究人员正在利用这种气温稍低的红外光子流。

光伏电池可逆?澳洲科学家研发新设备 可在夜间通过光发散发电

该研究小组的装置被称为热辐射二极管,它的工作原理基本上跟太阳能电池相反,其接受从地球或任何其他热源辐射到气温较低区域的热能,另外还将跨越该温差的能量流转化为电势能。这种设备是用一些用于与红外夜视镜相同的材料建造而成。

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