作者：AmericanInstituteofPhysics

太陽(yáng)能電池板的明顯缺點(diǎn)是需要陽(yáng)光來(lái)發(fā)電。有人觀察到，對(duì)于一個(gè)面向地球的空間上的裝置，它有一個(gè)寒冷的溫度，從裝置中冷流出的能量可以用我們用來(lái)利用太陽(yáng)能的相同的光電物理學(xué)來(lái)收集。AIP出版的《應(yīng)用物理學(xué)快報(bào)》最近一期刊登了一項(xiàng)新的研究成果，它試圖為太陽(yáng)能電池等發(fā)電提供一條可能的途徑，讓它可以在夜間為電子設(shè)備供電。

一個(gè)由科學(xué)家組成的國(guó)際小組首次證明，直接從宇宙的寒冷中在二極管中產(chǎn)生可測(cè)量的電量是可能的。紅外半導(dǎo)體器件面向天空，利用地球和空間的溫差發(fā)電。

“宇宙的浩瀚是一種熱力學(xué)資源，”論文作者范善輝說(shuō)。在光電物理學(xué)方面，在接收到的輻射和散發(fā)出的輻射之間，確實(shí)存在著非常漂亮的對(duì)稱(chēng)性。”

與普通太陽(yáng)能電池那樣利用輸入能量不同，負(fù)照明效應(yīng)允許在熱量離開(kāi)表面時(shí)收集電能。然而，如今現(xiàn)有的技術(shù)并不能有效地捕捉這些負(fù)溫差下的能量。

通過(guò)將他們的設(shè)備指向溫度接近絕對(duì)零度的空間，研究小組能夠找到足夠大的溫差，通過(guò)早期的設(shè)計(jì)產(chǎn)生能量。這是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的紅外光電二極管的原理圖，它直接從寒冷的太空中發(fā)電。

該論文的另一位作者小野正史（MasashiOno）說(shuō)：“目前，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們可以產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論極限?！?/p>

研究小組發(fā)現(xiàn)，他們的負(fù)照明二極管每平方米產(chǎn)生約64毫瓦的電能，雖然電能很小，但這是一個(gè)重要的概念證明，研究者們可以通過(guò)提高他們所用材料的量子光電性能來(lái)改進(jìn)這一點(diǎn)。

二極管產(chǎn)生電能后的計(jì)算表明，當(dāng)考慮到大氣效應(yīng)時(shí)，目前的裝置理論上每平方米能產(chǎn)生近4瓦特的電能，大約是該小組裝置產(chǎn)生電能的100萬(wàn)倍，足以提供夜間運(yùn)行的動(dòng)力機(jī)械。

相比之下，現(xiàn)在的太陽(yáng)能電池板每平方米發(fā)電100到200瓦。

雖然研究結(jié)果顯示了地面設(shè)備朝向天空的前景，但范善輝說(shuō)同樣的原理也可以用于回收機(jī)器的余熱。目前，他和他的團(tuán)隊(duì)正致力于提高設(shè)備的性能。