Zonnepanelen zijn foto-elektrische halfgeleiderplaten die direct elektriciteit opwekken uit zonlicht. Zolang aan een bepaalde hoeveelheid licht wordt voldaan, kan lichtenergie worden omgezet in warmte-energie. Onlangs hebben wetenschappers van Stanford University een nieuwe technologie ontwikkeld waarmee zonnepanelen in het donker elektriciteit kunnen opwekken.
afbeelding
Volgens een paper gepubliceerd in Applied Physics Letters, werkt het als een klassiek zonnepaneel, dat overdag zonlicht omzet in elektriciteit. 'S Nachts oogst een ingebouwde thermo-elektrische generator (TEG) "elektriciteit uit het temperatuurverschil tussen de fotovoltaïsche cellen en de omgeving."
afbeelding
Zoals we allemaal weten, dragen fotonen kinetische energie over aan moleculen nadat ze in botsing zijn gekomen met moleculen van materie, en de moleculen beginnen warmte te genereren wanneer hun kinetische energie stijgt. Daarom zal elk object behalve het absolute nulpunt infrarode stralen uitzenden. Het enige dat het bestaan van infraroodstralen kan voelen, is het thermische effect, maar dit proces Het is geenszins eenrichtingsverkeer.
Zonnestraling verwarmt de aarde overdag en komt 's nachts vrij als infrarood licht. Wetenschappers hebben een thermische stralingsdiode ontwikkeld, gemaakt van hetzelfde materiaal als een infrarood nachtkijker, die thermische energie die wordt uitgestraald door warmtebronnen naar koelere gebieden omzet in elektrische energie.
Door de stroomomvormer van het koude uiteinde naar het warme uiteinde te schakelen om zonnepanelen te maken, zeiden de onderzoekers dat dit de eerste keer is dat deze technologie ter wereld wordt gerealiseerd, hoewel het slechts ongeveer 1/10 van de elektriciteit van zonnepanelen kan opwekken. nacht, zolang het maar blijft verbeteren. In de toekomst is het misschien mogelijk om apparaten te maken die uitsluitend werken op de warmte die wordt uitgestraald door mensen of dieren.
Ze bevestigden een isolerend materiaal, een thermo-elektrische module genaamd, aan de fotovoltaïsche cellen, zei Shanhui Fan, een elektrotechnisch ingenieur aan de Stanford University die de studie leidde. Het materiaal werkt als een hydro-elektrische dam, absorbeert de warmtestroom en genereert er energie uit.
De technologie werkt door overdag warmte vast te houden in de radiator. Wanneer deze energie vervolgens op natuurlijke wijze terug de ruimte in wordt gestraald, kan een deel ervan worden opgevangen door de TEG en een uniek materiaal dat thermische golflengten vasthoudt.
Ondanks deze doorbraak heeft de technologie nog veel uitdagingen. Ten eerste is het 's nachts opgewekte vermogen slechts 50 mW/vierkant, vergeleken met ongeveer 1000 W/vierkant voor standaard zonnepanelen. Ten tweede koelt de warmte relatief snel af, wat zich vertaalt in verval van de opgewekte elektriciteit.
Maar de technologie is opwindend en kan mogelijk worden gebruikt in toepassingen met een laag stroomverbruik of waar een betrouwbare warmtebron is, zoals LED-verlichting of het opladen van telefoons of sensoren.
