Các tấm pin mặt trời đã sửa đổi hoạt động vào ban đêm tạo ra đủ năng lượng để sạc điện thoại hoặc chạy đèn LED, bỏ qua nhu cầu tích trữ năng lượng trong pin ở những vị trí không có lưới điện.

Nói một cách dễ hiểu, điện mặt trời được tạo ra khi mặt trời bức xạ năng lượng về phía một tấm pin mặt trời tương đối mát mẻ. Bảng điều khiển bao gồm cái gọi là pin mặt trời, được làm từ các lớp vật liệu bán dẫn, thường là silicon. Khi ánh sáng chiếu vào vật liệu này, nó sẽ tạo ra một dòng điện.

Tuy nhiên, vào ban đêm, các tấm pin mặt trời tỏa nhiệt ra không gian bên ngoài, nơi có nhiệt độ khoảng 3 kelvin (-270,15 ° C), vì nhiệt truyền theo hướng của nhiệt độ thấp hơn. Điều này làm cho tấm pin mặt trời mát hơn không khí ban đêm, một sự chênh lệch nhiệt độ có thể được khai thác để sản xuất điện.
Để làm được điều này, Shanhui Fan tại Đại học Stanford ở California và các đồng nghiệp của ông đã sửa đổi một pin mặt trời không có sẵn bằng cách thêm một máy phát nhiệt điện, một thiết bị tạo ra dòng điện từ sự chênh lệch nhiệt độ.

Fan nói: “Tấm pin mặt trời trở thành một bộ tản nhiệt rất hiệu quả. “Vì vậy, vào ban đêm, bảng điều khiển năng lượng mặt trời thực sự có thể đạt đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ không khí xung quanh và đó là một cơ hội khá bất thường để thu hoạch năng lượng.”

Khi hướng vào bầu trời đêm quang đãng, pin mặt trời được sửa đổi đã tạo ra công suất 50 miliwatt / mét vuông. Đây chỉ là 0,04% sản lượng điện của một pin mặt trời thông thường vào ban ngày. Nhưng 50 miliwatt trên mét vuông sẽ cho phép các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp, chẳng hạn như bộ sạc điện thoại hoặc đèn LED công suất thấp, hoạt động.

Fan cho biết: “Một khía cạnh tốt đẹp của cách tiếp cận này là bạn có nguồn điện trực tiếp vào ban đêm mà không yêu cầu bất kỳ bộ lưu trữ pin nào. Pin có thể đắt tiền và thay đổi thất thường. Chúng cũng đòi hỏi nhiều năng lượng để sản xuất, và có thể góp phần gây ô nhiễm nước và không khí nếu xử lý không đúng cách.

Mặc dù pin mặt trời ban đêm có thể hữu ích ở các vị trí ngoài lưới điện cho một số nhiệm vụ tiêu thụ điện năng thấp, nhưng hiệu suất hiện tại của chúng có nghĩa là chúng không có khả năng thay thế cơ sở hạ tầng năng lượng hiện có. Ken Durose tại Đại học Liverpool, Vương quốc Anh cho biết: “Tiềm năng phát điện quy mô lớn là rất thấp.

Fan và nhóm của anh ấy nói rằng thiết lập có thể được cải thiện để tạo ra nhiều năng lượng hơn và không có khó khăn nội tại nào trong một ngày nào đó sẽ mở rộng hệ thống lên thành sản phẩm thương mại.

Tham khảo tạp chí: Thư Vật lý Ứng dụng, DOI: 10.1063 / 5.0085205