Une cellule photovoltaïque ou solaire conventionnelle (à gauche) absorbe les photons de la lumière du soleil et génère un courant électrique. Une cellule thermoradiative (à droite) génère un courant électrique en émettant de la lumière infrarouge (chaleur) vers le froid extrême de l'espace lointain. Les ingénieurs d'UC Davis proposent que de telles cellules pourraient générer une quantité importante d'énergie et aider à équilibrer le réseau électrique sur le cycle jour-nuit. Crédit :Tristan Deppe/Jeremy Munday, UC Davis.
Et si les cellules solaires fonctionnaient la nuit ? Ce n'est pas une blague, selon Jeremy Munday, professeur au Département de génie électrique et informatique de l'UC Davis. En réalité, une cellule photovoltaïque spécialement conçue pourrait générer jusqu'à 50 watts de puissance par mètre carré dans des conditions idéales la nuit, environ un quart de ce qu'un panneau solaire conventionnel peut générer en journée, selon un document conceptuel de Munday et de l'étudiant diplômé Tristan Deppe. L'article a été publié dans, et figure sur la couverture de, le numéro de janvier 2020 de ACS Photonique .
Lundi, qui a récemment rejoint UC Davis de l'Université du Maryland, développe des prototypes de ces cellules solaires nocturnes qui peuvent générer de petites quantités d'énergie. Les chercheurs espèrent améliorer la puissance de sortie et l'efficacité des appareils.
Munday a déclaré que le processus est similaire à la façon dont fonctionne une cellule solaire normale, mais à l'envers. Un objet qui est chaud par rapport à son environnement émettra de la chaleur sous forme de lumière infrarouge. Une cellule solaire conventionnelle est froide par rapport au soleil, donc il absorbe la lumière.
L'espace est vraiment, vraiment froid, donc si vous avez un objet chaud et que vous le dirigez vers le ciel, il rayonnera de la chaleur vers lui. Les gens utilisent ce phénomène pour le refroidissement nocturne depuis des centaines d'années. Au cours des cinq dernières années, Munday a dit, il y a eu beaucoup d'intérêt pour les appareils qui peuvent le faire pendant la journée (en filtrant la lumière du soleil ou en s'éloignant du soleil).
Produire de l'électricité par rayonnement de chaleur
Il existe un autre type d'appareil appelé cellule thermoradiative qui génère de l'énergie en rayonnant de la chaleur vers son environnement. Les chercheurs ont exploré leur utilisation pour capturer la chaleur résiduelle des moteurs.
"Nous pensions, Et si nous prenions un de ces appareils et le placions dans un endroit chaud et le pointions vers le ciel, " a déclaré Munday.
Cette cellule thermoradiative pointée vers le ciel nocturne émettrait de la lumière infrarouge car elle est plus chaude que l'espace extra-atmosphérique.
"Une cellule solaire ordinaire génère de l'énergie en absorbant la lumière du soleil, ce qui provoque l'apparition d'une tension aux bornes de l'appareil et le passage du courant. Dans ces nouveaux appareils, la lumière est plutôt émise et le courant et la tension vont dans la direction opposée, mais vous générez toujours de l'énergie, " Munday a déclaré. "Vous devez utiliser des matériaux différents, mais la physique est la même."
L'appareil fonctionnerait aussi pendant la journée, si vous avez pris des mesures pour bloquer la lumière directe du soleil ou l'éloigner du soleil. Parce que ce nouveau type de cellule solaire pourrait potentiellement fonctionner 24 heures sur 24, c'est une option intéressante pour équilibrer le réseau électrique sur le cycle jour-nuit.
