傳統的太陽能技術吸收入射的太陽光來產生電壓。雖然似乎很奇怪，但是有些材料卻能夠反向運行，當將熱能輻射回寒冷的夜空時，能夠產生能量。
反道而行
一澳洲的工程師團隊現在展示了該理論的實際應用，使用了普遍出現在夜視望遠鏡中的那種技術來產生能量。
目前，這個原型只產生了小量能量，且本身大概不太可能成為再生能源的可靠來源，但是若與現有的光伏科技做結合，它就可以利用、由發熱了整整一天後冷卻下來的太陽能電池所提供的小量能量。
新南威爾斯大學（University of New South Wales）的物理學家菲比·皮爾斯研究員（Phoebe Pearce）說：「直接將太陽光轉成電力的光伏技術是一種人類所研發的人工過程，目的是將太陽能轉成能量。從此意義上來說，熱輻射過程是類似的：我們在將紅外線中的能量，從溫暖的地球轉至寒冷的宇宙中。」
運作原理
藉由將原子們擺放於任何受熱而搖晃的材料中，你正在迫使它們的電子產生紅外光型態的低能電磁輻射漣漪。儘管這道電子顫動可能蠻黯淡無光，但是它仍然有潛力來啟動緩慢的電流。它所需的就是二極體，一種電子的單向交通訊號。
藉由結合正確的元素，一個二極體能夠隨著其慢慢地散熱至較涼的環境中，而推動電子往路上移動。在這個例子當中，二極體是由碲化汞鎘（mercury cadmium telluride，MCT）所組成。由於 MCT 已經用於偵測紅外線的設備中，因此我們非常了解，MCT 有能力吸收中長範圍紅外光、並將其轉成電流。
目前情況
還沒有完全清楚的是，這種特別的把戲能夠如何有效率地被使用，來作為實際的能量來源。當被加熱到攝氏 20 度時，其中一個進行測試的 MCT 光伏偵測器，產生了每平方公尺 2.26 毫瓦的能量密度。
雖然，就算提供了這樣的能量，這還不夠讓沖早上咖啡的一壺水沸騰。這可能需要足以覆蓋幾個街區的 MCT 面板，才能完成這麼一個小小的任務。但，有鑑於這項技術還在非常早期的階段，那也真的不是重點；而且，這項技術有潛力在未來顯著地發展。
研究的主要研究者奈德·艾金士-德克斯副教授（Ned Ekins-Daukes）說：「現在，我們所展示的熱輻射二極體的功率相對非常低。其中一項實際的挑戰是偵測它。但是理論上說，這項科技最終很有可能產生太陽能電池能量的約 1/10。」
未來展望
在這些各種效率之下，或許值得努力將 MCT 二極體編至更典型的光伏網路中。如此一來，它們就能在太陽下山很久後，繼續為電池充電。
該清楚說明的是，使用地球冷卻來作為低能輻射來源，是工程師們已經有一段時間的想法了。不同的方法已經看見不同的結果，各自有它們自己的成本與益處。
不過，藉由測試每一種方法的極限、以及微調它們的能力好吸收更多紅外線帶寬，我們可以得出一套技術，能夠從幾乎任何類型的廢熱中，榨取每一滴的能量。
艾金士-德克斯副教授說：「將來，這項科技可能有潛力獲得該能量，並且移除掉在某些裝置中擺設電池的必要性、或者能夠幫忙重新充電。在這方面，傳統太陽能不一定是可行的選擇。」
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參考資料：
- McRae, M., (2022, May 18). New Kind of ‘Solar’ Cell Shows We Can Generate Electricity Even at Night. ScienceAlert
- Nielsen, M. P. et al., (2022, May 9). Thermoradiative Power Conversion from HgCdTe Photodiodes and Their Current–Voltage Characteristics. ACS Photonics. doi.org/10.1021/acsphotonics.2c00223
- 圖片來源：https://www.sciencealert.com/engineers-measure-the-potential-of-a-new-kind-of-solar-cell-fueled-by-the-night（圖：itman__47/iStock/Getty Images）
