在夜晚用“太陽”發電

　　太陽能是地球上最環保也相對穩定的能源了，可是它有一個明顯的短板，那就是夜晚太陽落山后就“罷工”了，人類無法再利用它的能量。可是夜晚才是人們使用能源的高峰期，照明、供暖、制冷……方方面面都需要能源。有什么辦法讓人們在夜晚也能用上太陽能呢?

　　這個問題科學家思考了很多年，最近他們找到了一個答案：利用太陽留在地球上的余熱。太陽每時每刻都在向外釋放能量，其能量形式除了光能還有熱能，科學家要利用的就是太陽落山后留在地球上的熱能。

　　夏天，經過一整個白天的太陽熱力洗禮，氣溫能夠達到三四十攝氏度，冬天熱帶地區的氣溫也有10攝氏度左右。可不要小看這幾十攝氏度，與太空溫度比較的話，將地球比作一個大火爐毫不為過。太空的“溫度”一般被認為是-270℃，接近絕對零度，因此，一般情況下，地球與太空的溫差高達300℃。就像水從高處往低處流一樣，熱量也每時每刻從地球“流向”外太空，通過收集這些流動的熱量，科學家能夠將之轉換成電能。而且，得益于地球與太空的溫差十分巨大，即使是冬天的夜晚，這套用熱能發電的系統也不會受到很大的影響。

　　2014年，美國斯坦福大學的科學家團隊制造了第一塊能在夜晚發電的“太陽能電池”。這塊“太陽能電池”的主要結構與普通太陽能電池完全相同，它也同樣能在白天將光能轉換成電能。只是，“夜間太陽能電池”在吸收太陽光的電池板之外附上了一種能將熱量輻射出去的薄膜，這個薄膜能反射室外的太陽熱量，還能將建筑物內部的遠紅外光收集起來再將其發散出去。被發散出去的熱量會被電池中的嵌入式熱電發電機捕獲，將這些熱量轉換成電能。

　　遺憾的是，這一“夜間太陽能電池”的發電效率并不高，夜間產生的功率僅為每平方米50毫瓦，驅動一盞100瓦的燈泡就需要數千平方米面積的“夜間太陽能電池”。而且，到了晚上，“夜間太陽能電池”中存儲的熱量冷卻得比較快，導致電池所產生的電量會很快衰減甚至電量全無。因此，這個設備目前只適合安裝在晝夜溫差較大的地區，比如我國西北地區以及青藏高原。

　　科學家一直在不斷嘗試提高“夜間太陽能電池”的發電效率，有的科學家通過增加輻射熱量的薄膜層數，提高溫差來增加發電效率;有的科學家則另辟蹊徑，尋找其他吸收太陽“余熱”的方法，澳大利亞新南威爾士大學的科學家嘗試的就是第二種思路，他們研發出了一種名叫熱輻射二極管的設備，這個設備所使用的材料與夜視鏡的類似，但它不僅能“看清”夜色中不斷向外輻射的紅外能量，還能將之聚集在一起發電。

　　科學家在溫差為12.5℃的條件下測試了該設備的發電能力，其每平方米的發電效率為2.26毫瓦——與“前輩”相比，熱輻射二極管的發電效率遜色得多，不過它的優勢是能收集所有物體輻射出的紅外能量，包括活著的生物發出的紅外線，將這些能量轉化成電能，因此它所產生的電能相對更加穩定。

　　新生的夜間太陽能電池現在還十分稚嫩且弱小，但隨著技術的進步，它將如同白天發電的太陽能電池一樣，逐漸成長為人類能源大廈的支柱。