楠木轩

需要阴影的太阳能电池,听起来很扯,但科学家是认真的

由 舒培荣 发布于 科技

在全世界都提倡绿色环保的今天,太阳能成为了我们最最重要的清洁能源之一。它不会产生任何污染,还可以为我们提供源源不断的能量,是许多科研人员重点研究的方向之一。


不过,太阳能有一个缺点,那就是怕阴天。一旦有个刮风下雨,乌云密布,太阳能就要瘫痪。不过,最近

当然了,这种新型的太阳能设备不是完全依赖于阴影,而是需要阴影带来的一些物理效应。人们从来没有从这个角度考虑问题,但是新的设备真的实现了这个功能。


Tan Swee Ching介绍说:“阴影无处不在,我们已经对它习以为常了。在传统的光伏或光电应用中,阴影的存在对于需要持续发电的设备来说是无法使用的,它会导致设备性能的下降。在这项研究中,我们利用阴影引起的光照对比作为间接的电源。光照的不同会在阴影和被照射部分产生电势差,从而形成电流。这种在存在阴影的环境下收集能量的概念是史无前例的。”

正是利用了


他们将SEG分别放置于完全光照和全阴影的环境下进行发电,结果显示,其两端的电势极其接近,最终整个设备产生的电量极小,几乎相当于完全没有发电。

但是,当SEG被放置在半阴影区域的时候,情况就不一样了。这支研究团队展示了SEG在云层遮挡、树荫摇动或者是单纯的太阳移动所导致的阴影下所产生的发电能力,结果显示其发电效率提升到了原来的两倍。

同样来自新加坡国立大学的物理学家Andrew Wee指出,他们还对阴影所占面积的比例与发电效率进行了测量,发现“当一半被照亮,而另一半处于阴影之中时,SEG处在发电的最佳覆盖面积,这是因为它收集能量和发电的部分都获得了足够的面积。”

他们介绍说,SEG产生的电压足以让一块1.2伏特电压的电子表运作。虽然这个电量看起来也不怎么样,但鉴于这项研究刚刚起步,可以想象未来的提升空间还是非常巨大的。重要的不在于大不大,而在于有没有。只要有证据表明这个技术行得通,未来的发展就足够让它不断提升能力。

另外,SEG的用途不仅仅是发电,还可以被用作传感器,因为它提供的电流变化可以直接反应环境的变化。通过记录阴影的变化,它可以记录下来形成阴影物体的运动方式。未来我们可以将它利用在各种联网的智能家居设备中,或者用来开发自主供电的传感器。那些需要对天气变化产生响应的设备,未来或许也需要SEG的加入。

目前来说,SEG的开发还仅仅处于刚刚开始的阶段,研究人员的下一步目标就是降低它的成本。根据他们的介绍,SEG的成本应该比传统的太阳能电池要更低。比如在它内部的金薄膜,显然抬高了设备的成本,或许未来可以用其他金属或材料代替。


除了降低成本之外,研究人员还希望开发SEG的更多功能,比如将其应用在穿戴设备上。这些设备需要的电压并不很高,但是需要经常充电,如果能够通过太阳能进行充电将会大幅延长续航时间。

研究人员在论文中指出:“凭借其成本-效率比,简单性和稳定性,我们的SEG构建了一个很有前景的根据环境条件而产生绿色能源的模式,既可以为电子设备提供能源,又可以用作智能传感器的一部分,尤其是利用在建筑物中。”

可以肯定的一点是,随着人类通过可再生能源发电的手段不断增加,我们将可以在极大程度上缓解能源危机和环境污染的问题。而且,从另一方面来讲,这些发电设备的不断涌现,也可以为我们的电子设备提供越来越多的可能。


(图片说明:材料学家Tan Swee Ching)

甚至,连低温都在被科学家考虑用来发电。我在上大学的时候,也和同学讨论过利用温差来发电的设备。可以想象,在未来会有更多我们现在完全想象不到的途径可以产生电能,这对于我们来说至关重要。目前的环境恶化已经令我们足够担忧,而这些清洁能源就是解决这个问题的重要答案。

唯一的问题是,我们改善能源结构和气候恶化的速度谁更快一点。希望科学家研发的步伐能快一点,至少可以让更多的动植物免于灭亡的厄运。

想了解更多精彩内容,快来关注