Vad händer om solceller fungerar på natten? Det är inget skämt, enligt Jeremy Munday, professor vid Institutionen för el- och datateknik vid UC Davis. Faktiskt, en specialdesignad solcellscell kunde generera upp till 50 watt per kvadratmeter under idealiska förhållanden på natten, ungefär en fjärdedel av vad en konventionell solpanel kan generera på dagtid, enligt ett konceptpapper av Munday och doktoranden Tristan Deppe. Artikeln publicerades i, och med på omslaget till, januari 2020 -numret av ACS Photonics .

Måndag, som nyligen började på UC Davis från University of Maryland, utvecklar prototyper av dessa solceller på natten som kan generera små mängder kraft. Forskarna hoppas kunna förbättra enheternas effekt och effektivitet.

Munday sa att processen liknar hur en vanlig solcell fungerar, men omvänt. Ett föremål som är varmt jämfört med omgivningen kommer att utstråla värme som infrarött ljus. En konventionell solcell är sval jämfört med solen, så det absorberar ljus.

Utrymme är verkligen, väldigt kallt, så om du har ett varmt föremål och riktar det mot himlen, den kommer att utstråla värme mot den. Människor har använt detta fenomen för nattkylning i hundratals år. Under de senaste fem åren har Munday sa, det har varit stort intresse för enheter som kan göra detta under dagtid (genom att filtrera bort solljus eller peka bort från solen).

Generera kraft genom att utstråla värme

Det finns en annan typ av enhet som kallas en termoradiativ cell som genererar kraft genom att utstråla värme till omgivningen. Forskare har undersökt hur man använder dem för att fånga upp spillvärme från motorer.

"Vi tänkte, tänk om vi tar en av dessa enheter och lägger den i ett varmt område och riktar den mot himlen, "Sa Munday.

Denna termoradiativa cell som pekade mot natthimlen skulle avge infrarött ljus eftersom den är varmare än yttre rymden.

"En vanlig solcell genererar ström genom att absorbera solljus, vilket får en spänning att visas över enheten och för ström att flöda. I dessa nya enheter, ljus avges istället och strömmen och spänningen går i motsatt riktning, men du genererar fortfarande kraft, "Munday sa." Du måste använda olika material, men fysiken är densamma. "

Enheten skulle också fungera under dagen, om du vidtagit åtgärder för att antingen blockera direkt solljus eller peka det bort från solen. Eftersom denna nya typ av solceller potentiellt kan fungera dygnet runt, det är ett spännande alternativ att balansera elnätet under dag-natt-cykeln.