Созданы солнечные батареи, которые продолжают работать в темноте
В новом исследовании, опубликованном Американским институтом физики, ученые из Стэнфордского университета разработали фотоэлектрический элемент, который может собирать энергию из окружающей среды после наступления темноты. Солнечное устройство работает ночью за счет тепла, которое утекает обратно в космос. Потенциально оно может обеспечить энергией 750 миллионов человек, которые не имеют доступа к электричеству в ночное время.
"Большая часть населения мира не имеет доступа к электрическим сетям. Стандартные фотоэлектрические (ФЭ) элементы могут обеспечить возобновляемый автономный источник электроэнергии, но они производят энергию только при дневном солнечном излучении и не производят энергию ночью", - пишут авторы исследования.
"Хотя существует несколько теоретических предложений и экспериментальных демонстраций сбора энергии от радиационного охлаждения фотоэлемента в ночное время, достигнутая плотность мощности очень низка. Здесь мы создали устройство, включающее в себя термоэлектрический генератор, который получает электричество от разницы температур между фотоэлементом и окружающей средой"
За ночь солнечные батареи излучают и теряют тепло в небо. В новом устройстве используется термоэлектрический модуль, генерирующий напряжение и ток за счет градиента температуры между фотоэлементом и воздухом, пояснили исследователи. Тепловая конструкция системы включает в себя как горячую, так и холодную сторону.
"Вы хотите, чтобы термоэлектрик имел очень хороший контакт как с холодной стороной, которая является солнечной батареей, так и с горячей стороной, которая является окружающей средой", - сказал соавтор исследования Сид Ассававоррит. "Если у вас этого нет, вы не получите много энергии"
В течение дня система работает в реверсивном режиме, что дает дополнительную энергию обычному солнечному элементу. Эксперты сообщают, что их устройство является недорогим и теоретически может быть включено в существующие солнечные батареи.
"Нам удалось собрать все из готовых компонентов, обеспечить очень хороший тепловой контакт, а самым дорогим во всей установке оказался сам термоэлектрик", - сказал соавтор исследования Зунаид Омаир.
В дальнейшем исследователи будут работать над оптимизацией теплоизоляции и термоэлектрических компонентов устройства. Они надеются усовершенствовать солнечный элемент, чтобы повысить его эффективность радиационного охлаждения без ущерба для способности собирать солнечную энергию.
Исследование опубликовано в журнале Applied Physics Letters.
