ENG: What if solar cells worked at night? That’s no joke, according to Jeremy Munday, professor in the Department of Electrical and Computer Engineering at UC Davis. In fact, a specially designed photovoltaic cell could generate up to 50 watts of power per square meter under ideal conditions at night, about a quarter of what a conventional solar panel can generate in daytime, according to a concept paper by Munday and graduate student Tristan Deppe. The article was published in, and featured on the cover of, the January 2020 issue of ACS Photonics.

There’s another kind of device called a thermoradiative cell that generates power by radiating heat to its surroundings. Researchers have explored using them to capture waste heat from engines. “We were thinking, what if we took one of these devices and put it in a warm area and pointed it at the sky,” Munday said.

This thermoradiative cell pointed at the night sky would emit infrared light because it is warmer than outer space. “A regular solar cell generates power by absorbing sunlight, which causes a voltage to appear across the device and for current to flow. In these new devices, light is instead emitted and the current and voltage go in the opposite direction, but you still generate power,” Munday said. “You have to use different materials, but the physics is the same.” The device would work during the day as well, if you took steps to either block direct sunlight or pointed it away from the sun. Because this new type of solar cell could potentially operate around the clock, it is an intriguing option to balance the power grid over the day-night cycle.

RO: Ce s-ar întâmpla dacă celulele solare ar funcționa pe timp de noapte? Nu este o glumă, potrivit lui Jeremy Munday, profesor în cadrul Departamentului de Inginerie Electrică și Informatică de la UC Davis. De fapt, o celulă fotovoltaică special concepută ar putea genera până la 50 de wați de energie pe metru pătrat în condiții ideale pe timp de noapte, aproximativ un sfert din ceea ce poate genera un panou solar convențional în timpul zilei, potrivit unui document conceptual realizat de Munday și de studentul absolvent Tristan Deppe. Articolul a fost publicat în ediția din ianuarie 2020 a revistei ACS Photonics și a apărut pe coperta acesteia.

Există un alt tip de dispozitiv numit celulă termoradiativă care generează energie prin radiația de căldură către mediul înconjurător. Cercetătorii au explorat utilizarea acestora pentru a capta căldura reziduală de la motoare. “Ne gândeam, ce-ar fi dacă am lua unul dintre aceste dispozitive și l-am pune într-o zonă caldă și l-am îndrepta spre cer”, a spus Munday.

Această celulă termoradiativă îndreptată spre cerul nopții ar emite lumină în infraroșu, deoarece aceasta este mai caldă decât spațiul cosmic. “O celulă solară obișnuită generează energie prin absorbția luminii solare, ceea ce face ca o tensiune să apară pe dispozitiv și să circule curentul. În aceste noi dispozitive, în schimb, lumina este emisă, iar curentul și tensiunea merg în direcția opusă, dar tot se generează energie”, a declarat Munday. “Trebuie folosite materiale diferite, dar fizica este aceeași”. Dispozitivul ar funcționa și în timpul zilei, dacă se pot lua măsuri fie pentru a bloca lumina directă a soarelui, fie pentru a-l îndrepta în direcția opusă soarelui. Deoarece acest nou tip de celulă solară ar putea funcționa în mod potențial 24 de ore din 24, este o opțiune interesantă pentru a echilibra rețeaua electrică pe parcursul ciclului zi-noapte.

Source: University of California – Davis. “Anti-solar cells: A photovoltaic cell that works at night.” ScienceDaily. ScienceDaily, 29 January 2020.