目前，美國有100多個城市承諾到2050年使用100％清潔可再生能源，太陽能有望幫助實現這一目標。但是，常規的光伏（PV）電池只能在白天運行。由于這類電池缺乏夜間性能，因此需要昂貴的電池及與其他能源連接（最主要是化石燃料）電網。為了繼續在全球范圍減少碳排放，有必要采用在晚上也能可持續發電的新技術。為此，來自加州大學戴維斯分校的研究人員提出了“反太陽能電池板”。相關論文以題為“Nighttime Photovoltaic Cells: Electrical Power Generation by Optically Coupling with Deep Space”發表在《ACS Photonics》。

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsphotonics.9b00679

由于地球上大量入射的太陽能，光伏具有巨大的潛力，太陽能技術目前已經用于各種各樣的應用，從為民用住宅供電到在國際空間站上的太陽能電池板等。但是，它們的一個很大局限性是只能在白天工作，黑暗中無法發電。

為了在太陽下山后也能產生電能，研究人員提出了一種替代的光伏概念，該概念使用地球作為熱源，將夜空用作散熱器，從而形成了一種“夜間光伏電池”，采用熱輻射光伏技術和一種先進的輻射冷卻方法，以便在白天和整個晚上產生電能。這種新型的“太陽能”技術有效與傳統的太陽能電池板相反，新型“太陽能”技術捕獲從地球傳播到太空的能量。

By Mike Wehner @MikeWehner

在論文中，研究人員討論了熱輻射光伏的原理，將該概念應用于與深空耦合的理論極限，先進的輻射冷卻技術增強其性能的潛力，并討論了實際的極限，可擴展性和可集成性。當地球的一側陷入黑暗時，它幾乎總是變冷。熱量只是另一種能量形式，從地球表面輻射出去，在大多數情況下會散失掉。這種新型的電池板在試圖主動捕獲逃逸到太空的熱量，并利用它產生可用的能量。

當然，目前這種系統可產生的電量與傳統太陽能電池無法相比，實際上它只能捕獲約25％傳統太陽能電池板一天產生的能量。盡管如此，這些可捕獲使用的“自由”能量十分有意義，如果大范圍使用的話便顯得非常重要。

來源：材料科學與工程微信公眾號。參考文獻：

1. https://bgr.com/2020/02/03/anti-solar-panel-night-energy/

2. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsphotonics.9b00679