太阳能电池板晚上也能工作了！产生电量可为手机充电

“反向运行”在夜间发电

经过研究人员的改造，这种电池白天像传统的太阳能电池板一样收集太阳的能量，然后电池板在夜间“反向运行”以继续发电。

实际上这是一种 “热电模块”的绝缘材料（一种可以捕获热波长的独特材料）附着在能吸收太阳光的电池板之外，此外还有一个嵌入式热电发电机（TEG），这种发电机能够在晚上工作，会从光伏电池与周围环境之间的温差中获取电能发电。这项研究已发表在《应用物理通讯》上。

通过将热电发电机整合到传统的光伏太阳能电池板中，科学家们实现了每平方米50毫瓦的夜间发电量。

改装后的太阳能电池板在夜间工作，可产生足够的电力为手机充电或点亮LED灯，无需在离网位置的电池中储存能量。

适合资源有限的偏远地区

建造它的工程师团队表示，他们使用价格低且可用常见的材料来安装，这意味着它可以整合到现有的太阳能电池中，并在资源有限的偏远地区使用。

“这种方法的好处是，你在晚上基本上有一个直接电源，不需要任何电池存储，”Fan表示。电池可能很昂贵且存在安全性问题，它们还需要大量能源来制造，如果处理不当，可能会造成水和空气污染。

虽然夜间太阳能电池可能在离网位置用于某些低功率任务，但它们目前的性能意味着它们不太可能取代现有的能源基础设施。“因此，大规模发电的潜力非常低，”英国利物浦大学的Ken Drose说。

“我们在这里设法做的是用现成的组件构建整个设备，具有非常好的热接触，整个设置中最昂贵的东西是热电本身，”来自计量工程师 Zunaid Omair说，他也是斯坦福大学该研究的作者之一。

光伏板越来越普遍安装在离网和微型电网情况下，该解决方案可以提供午夜备用照明和电力。由于热电发电机具有较长的使用寿命，因此所提出的系统的长期维护成本可能低于电池存储。

研究人员表示，目前全世界大约有7.5亿人没有稳定的电供应，这项技术可以为他们提供可靠和清洁的能源。“在许多依赖微型电网或离网系统的农村地区，夜间供电通常需要大量额外的电池存储装置，这增加了系统的复杂性。开发一种在夜间从现有光伏电池中提取能量的方法将缓解光伏发电的白天限制，并减少或消除电力系统中对电池存储的需求。”

专家认为这种发电设备很适合安装在昼夜温差较大的地区，“我们的系统可以在离网地区的白天和夜间运作连续的可再生能源。”

比如我国西北地区以及青藏高原上，白天阳光直射时光能很足，到了晚上空气温度又很低，地域环境很利于这种发电设备发挥效能。我国是世界第一大太阳能面板生产国和太阳能发电量第一大国，所以这种技术或许对我国的太阳能产业发展具有重大意义。

论文发表后该技术已被认为是太阳能光伏发电领域的突破性进展，但是也有一些声音对这项技术存疑。目前这种发电设备在晚上产出的电能还是很少，夜间产生的功率仅为每平方米50毫瓦，驱动一盏100瓦的灯泡就需要数十平方米面积的太阳能发电板，所以基本还是很难有效利用的状态。而标准太阳能电池板白天理想状态的发电，功率大约为每平方米1000瓦，白天和夜晚的发电量完全不能相提并论，而且晚上的时候光伏发电存储的热量冷却得也比较快，这种技术产生的电量会衰减很快直至电量全无，因此这一发明虽然惊艳，但距离实际应用还很远。

 01 
 "обратный ход" в ночное время 
 после того, как исследователи реконструировали эту батарею, она днем собирает солнечную энергию, как обычная панель солнечных батарей, а затем панель батарей "работает в обратном направлении" в ночное время, чтобы продолжить производство электроэнергии. 
 На самом деле это изоляционный материал "термоэлектрических модулей" (уникальный материал, способный улавливать длину тепловой волны), прикрепленный к батареям, поглощающим солнечный свет, а также встроенный термоэлектрический генератор (тэг), который может работать в ночное время и получать электроэнергию из - за разности температур между фотоэлектрическими элементами и окружающей средой.  Это исследование было опубликовано в "бюллетень прикладной физики". 
 Поскольку тепло распространяется в направлении низкой температуры, ночью солнечные батареи излучают тепло в космосе, а температура в открытом космосе составляет около 3 Кельвина (- 270,15°C).  Это делает солнечные батареи более холодными, чем вечерний воздух, и эта разница может быть использована для выработки электроэнергии. 
 инженер - электрик Стэнфордского университета фан шаньюи пояснил, что в новом изобретении солнечных фотоэлектрических батарей имеются два материала: обычные фотоэлектрические материалы могут вырабатываться с помощью солнечного света, а тепловые материалы термоэлектрических модулей могут ночью поглощать тепловой поток от фотоэлектрических батарей, что позволит производить ток. 
 Таким образом, этот технический принцип также не трудно понять, что фотоэлектрическое оборудование может хранить тепло фотоэлектрической энергии в дневное время, поглощая солнечное излучение, а ночью - через радиатор, и значительная часть этой энергии может быть захвачена в тепловые модули. 
 интегрируя термоэлектрические генераторы в традиционные фотоэлектрические батареи, ученые добились выработки электроэнергии в ночное время на 50 МВт на квадратный метр. 
 модифицированные панели солнечных батарей работают в ночное время, что позволяет вырабатывать достаточное количество электричества для зарядки мобильных телефонов или зажигания светодиодных ламп без необходимости хранения энергии в батареях, расположенных вне сети. 
 02 
 удаленные районы с ограниченными ресурсами 
 группа инженеров - строителей заявила, что они используют недорогие и доступные материалы для установки, что означает, что они могут быть интегрированы в существующие солнечные батареи и использоваться в отдаленных районах с ограниченными ресурсами. 
 "преимущество этого метода заключается в том, что вечером у вас есть прямой источник энергии, который не требует хранения батарей", - сказал фан.  батареи могут быть дорогостоящими и небезопасными, и для их изготовления необходимы значительные объемы энергии, и в случае неправильного удаления они могут привести к загрязнению воды и воздуха. 
 Хотя солнечные батареи в ночное время могут использоваться для выполнения некоторых низкоэнергетических задач в удаленных от сети местах, их нынешние характеристики означают, что они вряд ли могут заменить существующую энергетическую инфраструктуру.  "Поэтому потенциал крупномасштабной выработки электроэнергии весьма низок", - сказал Кен дросе из Ливерпульского университета, Соединенное Королевство. 
 "все, что мы здесь пытаемся сделать, это построить все оборудование из готовых компонентов с очень хорошими тепловыми контактами, и самое дорогое в этом устройстве - это сама теплота", - сказал инженер - метролог зунаид омэйр, который также является автором этого исследования в Стэнфордском университете. 
 фотоэлектрические плиты все чаще устанавливаются в удаленных от сети и микроэлектрических сетях, что позволяет обеспечивать освещение и электроэнергию в полночь.  Поскольку термоэлектрические генераторы имеют более длительный срок службы, предлагаемые затраты на долгосрочное обслуживание системы могут быть ниже, чем расходы на хранение батарей. 
 По мнению исследователей, в настоящее время около 750 миллионов человек во всем мире не имеют стабильного электроснабжения, и эта технология может обеспечить их надежными и чистыми источниками энергии.  « во многих сельских районах, где энергоснабжение в ночное время, как правило, требует больших количеств дополнительных аккумуляторных батарей, что увеличивает сложность системы. 
 Эксперты считают, что это оборудование вполне пригодно для установки в районах с большой суточной перепадой температуры, "наши системы могут работать непрерывно в дневное и ночное время вне сети". 
 например, на северо - западе страны, а также на нагорье цинхай - Тибета, солнечное излучение в дневное время достаточно, а ночью температура воздуха очень низкая, географическая обстановка благоприятствует эффективному функционированию этой электростанции.  Мы являемся первой в мире страной - производителем солнечной панели и первой в мире страной, производящей солнечную энергию. 
 После публикации этого документа эта технология была расценена как прорыв в области солнечной фотоэлектрической энергии, однако некоторые голоса поставили под сомнение эту технологию.  В настоящее время такие генераторы производят очень мало электричества в ночное время, в ночное время производят лишь 50 МВт на квадратный метр, а для привода на 100 Вт лампы требуется несколько десятков квадратных метров солнечной панели, и поэтому в целом их трудно эффективно использовать.  В идеальном состоянии стандартной панели солнечных батарей в дневное время, мощность около 1000 ватт на квадратный метр, дневное и ночное производство совершенно не сопоставимы, а в ночное время тепло, хранящееся в фотоэлектрических генераторах, быстро охлаждается, и генерируемая в результате этого технология быстро сокращается до полного отсутствия электричества, поэтому это изобретение, хотя и удивительно, но далеко от реального применения.