Güneş panelleri, doğrudan güneş ışığından elektrik üreten fotoelektrik yarı iletken levhalardır. Belirli bir miktar ışık karşılandığı sürece, ışık enerjisi ısı enerjisine dönüştürülebilir. Son zamanlarda, Stanford Üniversitesi'ndeki bilim adamları, güneş panellerinin karanlıkta elektrik üretmesini sağlayan yeni bir teknoloji geliştirdiler.
resim
Applied Physics Letters'da yayınlanan bir makaleye göre, gün boyunca güneş ışığını elektriğe çevirerek klasik bir güneş paneli gibi davranıyor. Geceleri, gömülü bir termoelektrik jeneratörü (TEG) "fotovoltaik hücreler ile çevredeki ortam arasındaki sıcaklık farkından elektrik toplar."
resim
Hepimizin bildiği gibi fotonlar maddenin molekülleriyle çarpıştıktan sonra moleküllere kinetik enerji aktarırlar ve moleküller kinetik enerjileri yükselince ısı üretmeye başlarlar. Bu nedenle, mutlak sıfır dışında herhangi bir nesne kızılötesi ışınlar yayar. Kızılötesi ışınların varlığını hissedebilen tek şey termal etkisidir ancak bu süreç hiçbir şekilde tek yönlü bir yol değildir.
Güneş radyasyonu gün boyunca dünyayı ısıtır ve geceleri kızılötesi ışık olarak salınır. Bilim adamları, ısı kaynaklarından daha soğuk alanlara yayılan termal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren, kızılötesi gece görüş gözlüğü ile aynı malzemeden yapılmış bir termal radyasyon diyotu geliştirdiler.
Güneş panelleri yapmak için güç dönüştürücüsünü soğuk uçtan sıcak uca çeviren araştırmacılar, bu teknolojinin dünyada ilk defa gerçekleştirildiğini, ancak güneş panellerinin elektriğinin yalnızca yaklaşık 1/10'unu üretebildiğini söyledi. Geceleri gelişmeye devam ettiği sürece, gelecekte sadece insan veya hayvanların yaydığı ısıyla çalışan cihazlar yaratmak mümkün olabilir.
Stanford Üniversitesi'nde çalışmayı yöneten bir elektrik mühendisi olan Shanhui Fan, fotovoltaik hücrelere termoelektrik modül adı verilen bir yalıtım malzemesi bağladıklarını söyledi. Malzeme, ısı akışını emen ve ondan enerji üreten bir hidroelektrik baraj gibi davranır.
Teknoloji, gündüz ısısını radyatöre hapsederek çalışır. Daha sonra, bu enerji doğal olarak uzaya geri yayıldığında, bir kısmı TEG ve termal dalga boylarını yakalayan benzersiz bir malzeme tarafından yakalanabilir.
Bu buluşa rağmen, teknolojinin hala birçok zorluğu var. Birincisi, geceleri üretilen güç, standart güneş panelleri için yaklaşık 1000 W/kareye kıyasla sadece 50 mW/karedir. İkincisi, ısı nispeten hızlı bir şekilde soğur ve bu da üretilen elektriğin bozulmasına dönüşür.
Ancak teknoloji heyecan verici ve potansiyel olarak düşük güçlü uygulamalarda veya LED'lerin aydınlatılması veya telefonların veya sensörlerin şarj edilmesi gibi güvenilir bir ısı kaynağının olduğu yerlerde kullanılabilir.
