晚上也可以發電?澳洲研發逆向運作的太陽能板

2022/05/24

圖文引用自:Yahoo!新聞

太陽能晚上也可以發電嗎?最近澳洲科學家想透過所謂的「輻射冷卻」機制,讓太陽能板在夜間也有用處,期許最終可以發揮太陽能板白天的十分之一電力。

夜晚太陽能板確實有潛力,澳洲新南威爾士大學(UNSW)太陽能與再生能源工程學院副教授 Ekins-Daukes 指出,白天時陽光照射到地面,讓地表變暖,夜晚實地表會將相同數量的能量輻射回太空。

就氣象學來說,這個就是所謂的輻射冷卻,地球表面所吸收的太陽熱能,到了夜晚會向天空發射出長波輻射,如果夜間天氣晴朗、微風及乾燥的情況下,地表的溫度會快速冷卻,產生突然降到低溫的情形。新南威爾士大學團隊認為,如果我們可以透過電池,將輻射流動轉化為電能,那麼就有大量未使用的潛在能量可供利用。

畢竟澳洲是世界上最大的屋頂太陽能用戶之一。自 2001 年以來,擁有太陽能板的客戶數量激增至超過 300 萬,2021 年澳洲家庭安裝的屋頂太陽能達到創紀錄的 3GW 以上。

不過話先說在前頭,Ekins-Daukes 強調,「夜間太陽能」技術仍處於早期階段。該研究證明其可行性,但發電量還是很低,相當於一般太陽能的 1/100,000,在溫差為 12.5 °C 的情況下,功率密度為每平方公尺 2.26 mW,輻射效率為 1.8%。

傳統太陽能電池結構基本上由 P 型與 N 型半導體接合而成,這種結構稱為 PN 接面。當半導體吸收陽光時,PN 接面會產生電子電洞對(electron-hole pair),在內建電場的作用下,受刺激的電子和失去電子的電洞會朝相反方向移動,進而產生電流與電壓。靠近接面的區域則會形成沒有可移動載子的區域,此區域稱為空乏區(depletion region)。

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