实验证明：我们可以从夜空发电

科学家表示，太空的冰冻温度与地球相对温和的大气层之间形成鲜明对比，这种温差有助于发电，原理是利用与太阳能电池板相同的光电物理学 。

与太阳能相比，这种发电明显的不同之处在于它可以在夜间工作，这是可再生能源的潜在来源，无论天气如何，都可以全天候运行。

太阳能电池板基本上是大规模光电二极管，它由半导体材料制成的器件，通过激发硅等材料中的电子将来自太阳的光子（光粒子）转换成电能。

在这个实验中，光电二极管“逆向”工作：由于红外辐射形式的光子（也称为热辐射）离开系统，将产生少量电力。

该图显示了电流可以进入光电二极管的两个方向

这样，实验系统利用了研究人员所说的“负面照明效应”，也就是说，当热量从地球逃逸回太空时，出射辐射的流动。 新研究中的设置使用面向天空的红外半导体将该流转换成电流。

范汕洄教授

加州斯坦福大学的一位研究人员范汕洄教授（Shanhui Fan）说：“浩瀚的宇宙是一个巨大的热力资源，就光电物理而言，在收集入射辐射和收集出射辐射之间确实存在非常完美的对称性。”

太阳能电池板可以捕捉阳光，同时还允许红外辐射形式的多余热量进入太空。

研究人员表示，在这项新的研究中，这种“天空中的能量收集”过程可以产生可测量的电量，尽管目前距离我们的电网需要的足够效率还有很长的路要走。

在Fan的团队实验中，他们能够产生每平方米64纳瓦的功率。虽然只是涓涓细流，但仍然是一个惊人的概念证明。 从理论上讲，正确的材料和条件可以产生比每平方米4瓦更多的材料和条件。

该团队的小野正志（Masashi Ono）研究员表示：“目前，我们通过这项实验可以产生的功率远远低于理论极限。”

实验红外光电二极管设置的示意图

如果你认为今天的太阳能电池板能够产生高达每平方米100-200瓦的功率，这显然远远落后。 尽管如此，即使是最早的形式，也可能有助于保持低功率设备和机器在夜间运行：并非每个可再生能源设备都需要为城市供电。

现在研究人员已经证明这可行的方案，但挑战在于提高实验装置的性能。 如果它继续显示出发展潜力，同样的想法可以应用于从机械发出的废热中捕获能量。

研究人员在其发表的论文中解释说：“这种二极管面向天空的直接发电概念是以前从未有过的技术。我们的研究结果表明，在夜间可以直接利用外层空间的寒冷进行能量收集。”

该研究发表在《应用物理快报》上 。