作者：AmericanInstituteofPhysics

太陽能電池板的明顯缺點是需要陽光來發電。有人觀察到，對于一個面向地球的空間上的裝置，它有一個寒冷的溫度，從裝置中冷流出的能量可以用我們用來利用太陽能的相同的光電物理學來收集。AIP出版的《應用物理學快報》最近一期刊登了一項新的研究成果，它試圖為太陽能電池等發電提供一條可能的途徑，讓它可以在夜間為電子設備供電。

一個由科學家組成的國際小組首次證明，直接從宇宙的寒冷中在二極管中產生可測量的電量是可能的。紅外半導體器件面向天空，利用地球和空間的溫差發電。

“宇宙的浩瀚是一種熱力學資源，”論文作者范善輝說。在光電物理學方面，在接收到的輻射和散發出的輻射之間，確實存在著非常漂亮的對稱性。”

與普通太陽能電池那樣利用輸入能量不同，負照明效應允許在熱量離開表面時收集電能。然而，如今現有的技術并不能有效地捕捉這些負溫差下的能量。

通過將他們的設備指向溫度接近絕對零度的空間，研究小組能夠找到足夠大的溫差，通過早期的設計產生能量。這是一個實驗性的紅外光電二極管的原理圖，它直接從寒冷的太空中發電。

該論文的另一位作者小野正史（MasashiOno）說：“目前，通過這個實驗，我們可以產生的能量遠遠低于理論極限。”

研究小組發現，他們的負照明二極管每平方米產生約64毫瓦的電能，雖然電能很小，但這是一個重要的概念證明，研究者們可以通過提高他們所用材料的量子光電性能來改進這一點。

二極管產生電能后的計算表明，當考慮到大氣效應時，目前的裝置理論上每平方米能產生近4瓦特的電能，大約是該小組裝置產生電能的100萬倍，足以提供夜間運行的動力機械。

相比之下，現在的太陽能電池板每平方米發電100到200瓦。

雖然研究結果顯示了地面設備朝向天空的前景，但范善輝說同樣的原理也可以用于回收機器的余熱。目前，他和他的團隊正致力于提高設備的性能。