태양광 패널은 태양광으로부터 직접 전기를 생성하는 광전 반도체 시트입니다. 일정량의 빛이 충족되는 한 빛 에너지는 열 에너지로 변환될 수 있습니다. 최근 스탠포드 대학의 과학자들은 태양 전지판이 어둠 속에서 전기를 생성할 수 있는 새로운 기술을 개발했습니다.
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Applied Physics Letters에 발표된 논문에 따르면, 이것은 낮 동안 햇빛을 전기로 변환하는 고전적인 태양 전지판처럼 작동합니다. 밤에는 내장된 열전 발전기(TEG)가 "광전지와 주변 환경 사이의 온도 차이에서 전기를 수확합니다."
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우리 모두가 알고 있듯이 광자는 물질 분자와 충돌한 후 운동 에너지를 분자로 전달하고 분자는 운동 에너지가 상승하면 열을 발생시키기 시작합니다. 따라서 절대 영도를 제외한 모든 물체는 적외선을 방출합니다. 적외선의 존재를 느낄 수 있는 유일한 것은 열 효과이지만 이 과정은 결코 일방통행이 아닙니다.
태양 복사는 낮 동안 지구를 가열하고 밤에는 적외선으로 방출됩니다. 과학자들은 열원에서 서늘한 지역으로 방사되는 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 적외선 야간 투시경과 동일한 소재로 만든 열 방사 다이오드를 개발했습니다.
연구진은 태양광 패널을 만들기 위해 전력 변환기를 콜드엔드에서 핫엔드로 전환하는 기술로 태양광 패널의 전기의 약 1/10만 생산할 수 있지만, 이 기술이 세계 최초로 실현된 것이라고 말했다. 밤, 계속 개선되는 한, 미래에는 인간이나 동물이 방출하는 열로만 작동하는 장치를 만드는 것이 가능할 수 있습니다.
연구를 이끈 스탠포드 대학의 전기 공학자 Shanhui Fan은 광전지에 열전 모듈이라는 절연 재료를 부착했다고 말했습니다. 이 소재는 수력 발전 댐처럼 작용하여 열 흐름을 흡수하고 에너지를 생성합니다.
이 기술은 주간 열을 라디에이터에 가두는 방식으로 작동합니다. 그런 다음 이 에너지가 자연적으로 우주로 다시 방사되면 일부는 TEG와 열 파장을 가두는 고유한 물질에 의해 포착될 수 있습니다.
이러한 혁신에도 불구하고 이 기술에는 여전히 많은 과제가 있습니다. 첫째, 야간에 생성되는 전력은 표준 태양광 패널의 경우 약 1000W/square에 비해 50mW/square에 불과합니다. 둘째, 열이 상대적으로 빨리 식어 생성된 전기가 감소합니다.
그러나이 기술은 흥미롭고 잠재적으로 저전력 응용 프로그램이나 조명 LED 또는 충전 전화 또는 센서와 같은 안정적인 열원이 있는 곳에서 사용할 수 있습니다.
