需要陰影的太陽能發電，聽着就像是不要麻辣不要燙的麻辣燙，但你萬萬想不到，這一次科學家是認真的……
在全世界都提倡綠色環保的今天，太陽能成為了我們最最重要的清潔能源之一。它不會產生任何污染，還可以為我們提供源源不斷的能量，是許多科研人員重點研究的方向之一。
不過，太陽能有一個缺點，那就是怕陰天。一旦有個颳風下雨，烏雲密佈，太陽能就要癱瘓。不過，最近新加坡國立大學（National University of Singapore，NUS）的材料科學家Tan Swee Ching和他的同事們，竟然開發出了一種新型的太陽能設備，不僅不怕陰影，反而怕沒有陰影。乍聽之下覺得好像有點扯淡，可是他們是認真的。
當然了，這種新型的太陽能設備不是完全依賴於陰影，而是需要陰影帶來的一些物理效應。人們從來沒有從這個角度考慮問題，但是新的設備真的實現了這個功能。
Tan Swee Ching介紹説：“陰影無處不在，我們已經對它習以為常了。在傳統的光伏或光電應用中，陰影的存在對於需要持續發電的設備來説是無法使用的，它會導致設備性能的下降。在這項研究中，我們利用陰影引起的光照對比作為間接的電源。光照的不同會在陰影和被照射部分產生電勢差，從而形成電流。這種在存在陰影的環境下收集能量的概念是史無前例的。”
正是利用了光照差產生電勢差的原理，他們成功在自己開發的“陰影效應能源發電機”（Shadow-Effect Energy Generator，SEG）上實現了發電。據介紹，這台設備的核心部分是在一組硅晶圓上放置包括黃金薄膜的細金屬條，然後安置在一個柔性的塑料底座上。就是這樣一個裝置，實現了科幻電影裏的劇情。
他們將SEG分別放置於完全光照和全陰影的環境下進行發電，結果顯示，其兩端的電勢極其接近，最終整個設備產生的電量極小，幾乎相當於完全沒有發電。
但是，當SEG被放置在半陰影區域的時候，情況就不一樣了。這支研究團隊展示了SEG在雲層遮擋、樹蔭搖動或者是單純的太陽移動所導致的陰影下所產生的發電能力，結果顯示其發電效率提升到了原來的兩倍。
同樣來自新加坡國立大學的物理學家Andrew Wee指出，他們還對陰影所佔面積的比例與發電效率進行了測量，發現“當一半被照亮，而另一半處於陰影之中時，SEG處在發電的最佳覆蓋面積，這是因為它收集能量和發電的部分都獲得了足夠的面積。”
他們介紹説，SEG產生的電壓足以讓一塊1.2伏特電壓的電子錶運作。雖然這個電量看起來也不怎麼樣，但鑑於這項研究剛剛起步，可以想象未來的提升空間還是非常巨大的。重要的不在於大不大，而在於有沒有。只要有證據表明這個技術行得通，未來的發展就足夠讓它不斷提升能力。
另外，SEG的用途不僅僅是發電，還可以被用作傳感器，因為它提供的電流變化可以直接反應環境的變化。通過記錄陰影的變化，它可以記錄下來形成陰影物體的運動方式。未來我們可以將它利用在各種聯網的智能家居設備中，或者用來開發自主供電的傳感器。那些需要對天氣變化產生響應的設備，未來或許也需要SEG的加入。
目前來説，SEG的開發還僅僅處於剛剛開始的階段，研究人員的下一步目標就是降低它的成本。根據他們的介紹，SEG的成本應該比傳統的太陽能電池要更低。比如在它內部的金薄膜，顯然抬高了設備的成本，或許未來可以用其他金屬或材料代替。
除了降低成本之外，研究人員還希望開發SEG的更多功能，比如將其應用在穿戴設備上。這些設備需要的電壓並不很高，但是需要經常充電，如果能夠通過太陽能進行充電將會大幅延長續航時間。
研究人員在論文中指出：“憑藉其成本-效率比，簡單性和穩定性，我們的SEG構建了一個很有前景的根據環境條件而產生綠色能源的模式，既可以為電子設備提供能源，又可以用作智能傳感器的一部分，尤其是利用在建築物中。”
可以肯定的一點是，隨着人類通過可再生能源發電的手段不斷增加，我們將可以在極大程度上緩解能源危機和環境污染的問題。而且，從另一方面來講，這些發電設備的不斷湧現，也可以為我們的電子設備提供越來越多的可能。
（圖片説明：材料學家Tan Swee Ching）
甚至，連低温都在被科學家考慮用來發電。我在上大學的時候，也和同學討論過利用温差來發電的設備。可以想象，在未來會有更多我們現在完全想象不到的途徑可以產生電能，這對於我們來説至關重要。目前的環境惡化已經令我們足夠擔憂，而這些清潔能源就是解決這個問題的重要答案。
唯一的問題是，我們改善能源結構和氣候惡化的速度誰更快一點。希望科學家研發的步伐能快一點，至少可以讓更多的動植物免於滅亡的厄運。
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