需要阴影的太阳能电池，听起来很扯，但科学家

需要阴影的太阳能发电，听起来像麻辣烫，不辣不辣，但你绝对想不到这次科学家是认真的…… 在全球倡导绿色环保的今天，太阳能已成为我们最重要的清洁能源之一。它不产生任何污染，可以为我们提供源源不断的能源。是众多科研人员的重点研究方向之一。

但是太阳能有一个缺点，就是怕阴天。一旦有风、有雨、有乌云，太阳能就会瘫痪。然而，最近新加坡国立大学（NUS）的材料科学家陈瑞清和他的同事们开发了一种新型太阳能设备，不仅不怕阴影，而且不怕无阴影。乍一听似乎有点废话，但他们是认真的。 当然，这种新型太阳能设备并不完全依赖于阴影，而是需要一些阴影带来的物理效果。人们从来没有从这个角度考虑过这个问题，但是新设备确实实现了这个功能。

Tan Swee Ching说：“阴影无处不在，我们已经习惯了。在传统的光伏或光伏应用中，阴影的存在对于需要连续发电的设备来说是无法使用的。它会导致设备性能下降。在这项研究中，我们利用阴影引起的光的对比度作为间接的动力源，光的差异会在阴影和被照部分之间产生电位差，从而形成电流。这种在阴影环境中收集能量的概念是史无前例的。” 正是利用光差产生电势差的原理，他们成功地实现了在他们自己研制的“影子效应能量发生器”（SEG）上发电。据介绍，该设备的核心部分是在一组??硅片上放置包括金膜在内的薄金属条，然后将它们放置在柔性塑料底座上。就是这样一个实现科幻电影情节的装置。

他们将 SEG 置于全光和全阴处以发电。结果表明，两端的电位非常接近。最终，整个装置产生的电量极少，几乎等于没有电。 但是，当 SEG 放置在半阴影区域时，情况就不同了。该研究团队在云层覆盖、阴影晃动或纯太阳运动造成的阴影中展示了SEG的发电能力，结果表明其发电效率提高了一倍。 同样来自新加坡国立大学的物理学家 Andrew Wee 指出，他们还测量了阴影所占面积与发电效率的比率，发现“当一半被照亮而另一半在阴影中时，SEG正在发电。最好的覆盖区域是因为它有足够的区域进行能量收集和发电。”

他们说SEG产生的电压足以操作1.2伏电压的电子表。虽然这力量看起来不太好，但鉴于这项研究才刚刚开始，可以想象，未来还有巨大的提升空间。重要的不是它有多大，而是它是否存在。只要有证据表明这项技术有效，未来的发展就足以让它不断提高自己的能力。 另外，SEG的目的不仅仅是发电，还可以作为传感器使用，因为它提供的电流变化可以直接反映环境的变化。通过记录阴影的变化，它可以记录形成阴影的物体的运动。未来，我们可以将其用于各种联网的智能家居设备，或者开发自供电传感器。那些需要对天气变化做出反应的设备，未来可能也需要SEG。 目前，SEG的发展还处于起步阶段，研究人员下一步要做的是降低其成本。据他们介绍，SEG的成本应该低于传统太阳能电池的成本。比如里面的金膜，显然提高了设备??的成本，说不定以后可以换成其他金属或者材料。

除了降低成本，研究人员还希望开发更多 SEG 的功能，比如将其应用到可穿戴设备中。这些设备所需的电压不是很高，但需要经常充电。如果它们可以通过太阳能充电，电池寿命将大大延长。 研究人员在论文中指出：“凭借其成本效益比、简单性和稳定性，我们的 SEG 构建了一个有前景的模型，可以根据环境条件产生绿色能源，它可以为电子设备提供能量，并且可以作为部件使用。智能传感器，尤其是在建筑物中。” 可以肯定的是，随着人类不断增加通过可再生能源发电的手段，我们将能够在很大程度上缓解能源危机和环境污染。而且，另一方面，这些发电设备的不断出现，也可以为我们的电子设备提供越来越多的可能性。

（图片说明：材料科学家陈瑞清） 科学家们正在考虑甚至低温来发电。上大学的时候，我也和同学讨论过利用温差发电的设备。可以想象，未来会有更多我们现在甚至无法想象的发电方式，这对我们来说非常重要。当前的环境恶化已经让我们足够担心，而这些清洁能源正是解决这一问题的重要途径。 唯一的问题是，谁在改善能源结构和气候恶化方面更快。我希望科学家们的研发步伐可以更快一些，至少可以防止更多的动植物灭绝。 想了解更多精彩内容，快来关注

文章来源：《太阳能学报》 网址: http://www.tynxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0626/1239.html