加州大学伯克利分校的研究人员刚刚打破了另一项光伏效率记录。这项成就可能会导致可以为无人机提供几天动力的超轻发动机。
在过去的15年里，热电转换成电能的效率停滞在23%。然而，突破性的物理洞察力使研究人员能够将这一效率提高到29%。研究人员采用新颖的设计，旨在通过应用成熟的科学概念，在不久的将来实现50%的效率。
这一突破对于目前依赖重电池供电的技术意义重大。热光电是一种超轻的替代电源，可以让无人机等无人机连续工作数天。它还可以用于为深空探测器提供几个世纪的电力，并最终为整个房子使用一个带外壳的发电机。
“热光电结构紧凑，效率高，适用于各种应用，功率范围从100瓦(如轻型无人机)到100兆瓦(为36000个家庭提供电力)。100兆瓦的联合循环发电厂是巨大的，”EECS电气工程和计算机科学教授、论文通讯作者Eli Yablonovitch说。
石墨带(发光棒)加热它下面的热敏光电池。图片：路易斯m.pazosoutn，加州大学伯克利分校
Yablonovitch称，这一发现是基于他和他的学生在2011年发表的工作，他们发现提高太阳能电池效率的关键不是吸收更多的光子(光)，而是发射光子。通过在光伏电池背面增加高反射器，他们打破了当时的效率记录，并在随后的研究中继续这样做。
“镜子的作用是在太阳能电池中产生密集的红外光子气体，这种现象会增加电压，”Yablonovitch说。
最近，他的团队意识到这种镜子可以发挥双重作用。事实上，它解决了热光电领域最大的挑战之一：如何利用能量太少的热(热)光子发电。原来，镜子可以反射那些小光子来重新加热热源，为高能光子的产生和发电提供了第二次机会。这种现象导致了前所未有的效率。
“即使只使用简单的金镜，我们也取得了破纪录的成绩。现在，我们将在黄金上添加一层电介质层，这将使我们的效率提高到36%，”路易斯mpazosoutn说。EECS博士后研究员，论文主要作者之一。
“仅通过提高反射率，我们将获得36%的效率。但通过对细胞进行其他调整并使用科学文献中的成熟技术，我们知道我们可以实现50%的效率，”研究生研究员祖奈德奥迈尔说。EECS和论文的第一作者。“在我们的结果出来之前，热光电效率已经在23%停滞了很长时间，所以从23%到29%是非常重要的。”
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