Yeni Tür 'Güneş Hücresi' Geceleri Bile Elektrik Üretebileceğimizi Gösteriyor

Geleneksel güneş enerjisi teknolojisi, voltaj oluşturmak için gelen güneş ışınlarını emer. Garip görünse de, bazı malzemeler ters yönde çalışabilir ve ısıyı soğuk gece gökyüzüne geri yayarken güç üretebilir.

Avustralya'daki bir mühendis ekibi, güç üretmek için gece görüş gözlüklerinde yaygın olarak bulunan teknoloji türünü kullanarak teoriyi eylem haline getirdi.

Prototip şimdilik sadece küçük bir miktar güç üretiyor ve muhtemelen kendi başına rekabetçi bir yenilenebilir güç kaynağı haline gelmesi pek mümkün değil - ancak mevcut fotovoltaik teknolojisi ile birleştiğinde, güneş pillerinin soğutulmasıyla sağlanan az miktarda enerjiden faydalanabilir. 

New South Wales Üniversitesi'nden fizikçi Phoebe Pearce, "Güneş ışığının doğrudan elektriğe dönüştürülmesi olan fotovoltaik, insanların güneş enerjisini güce dönüştürmek için geliştirdiği yapay bir süreçtir" diyor.

Atomları ısıyla hareket eden herhangi bir malzemeye yerleştirerek, elektronlarını kızılötesi ışık şeklinde düşük enerjili elektromanyetik radyasyon dalgaları oluşturmaya zorluyorsunuz.

Bu elektron dalgalanması ne kadar cansız olursa olsun, hala yavaş bir elektrik akımını başlatma potansiyeline sahiptir. Tek gereken, diyot adı verilen tek yönlü bir elektron trafik sinyalidir.

Doğru element kombinasyonundan oluşan bir diyot, ısısını yavaş yavaş daha soğuk bir ortama kaybettiği için yoldaki elektronları hareketlendirebilir.

Bu durumda diyot cıva kadmiyum tellüridden (MCT) yapılır. Kızılötesi ışığı algılayan cihazlarda halihazırda kullanılan MCT'nin orta ve uzun menzilli kızılötesi ışığı absorbe etme ve onu akıma dönüştürme yeteneği iyi anlaşılmıştır.

Tam olarak net olmayan şey, bu özel numaranın gerçek bir güç kaynağı olarak nasıl verimli bir şekilde kullanılabileceğidir.

Test edilen MCT fotovoltaik dedektörlerinden biri, yaklaşık 20 santigrat dereceye (yaklaşık 70 derece Fahrenhayt) kadar ısıtıldı ve metrekare başına 2,26 miliwatt'lık bir güç yoğunluğu üretti.

kuşkusuz, bu mutfakta su ısıtmanız için bile yeterli değil. Bu küçük görev için muhtemelen birkaç şehir bloğunu kapsayacak kadar MCT paneline ihtiyacınız olacak.

Ancak, bu alanda hala çok erken olduğu ve teknolojinin gelecekte önemli ölçüde daha fazla gelişme potansiyeli olduğu düşünüldüğünde, proje umut vaat ediyor.

Çalışmanın baş araştırmacısı Ned Ekins-Daukes, "Şu anda, termoradyatif diyotla yaptığımız gösteri nispeten çok düşük güçte. Zorluklardan biri aslında onu tespit etmekti" diyor.

"Ancak teori, bu teknolojinin nihayetinde bir güneş pilinin gücünün yaklaşık 1/10'unu üretmesinin mümkün olduğunu söylüyor."

Bu tür verimliliklerde, Güneş battıktan çok sonra pilleri doldurmaya devam etmeleri için MCT diyotlarını daha tipik fotovoltaik ağlara dokuma çabasına değer olabilir.

Açık olmak gerekirse, gezegenin soğumasını düşük enerjili radyasyon kaynağı olarak kullanma fikri, bir süredir mühendislerin eğlendiği bir fikir. Farklı yöntemler, hepsinin kendi maliyetleri ve faydaları olan farklı sonuçlar gördü.

Ekins-Daukes, "Sonuçta, bu teknoloji potansiyel olarak bu enerjiyi toplayabilir ve belirli cihazlarda pil ihtiyacını ortadan kaldırabilir veya onları şarj etmeye yardımcı olabilir" diyor.

"Bu, geleneksel güneş enerjisinin mutlaka geçerli bir seçenek olacağı bir şey değil."

Bu araştırma ACS Photonics'te yayınlandı.