无人机将使用新型光伏发动机飞行数天

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超轻型发动机可以为无人机提供数天的动力。

在过去的15年中，热电转换为电能的效率已经停滞在23%。但是，突破性的物理洞察力使研究人员能够将这种效率提高到29%。研究人员采用新颖的设计，目标是通过应用成熟的科学概念，在不久的将来达到50%的效率。

这一突破对目前依赖重型电池供电的技术具有重大意义。Thermophotovoltaics是一种超轻型替代动力源，可以让无人机和其他无人驾驶飞行器连续工作数天。它也可以用来为深空探测器供电几个世纪，并最终用一个装有信封的发电机的整个房子。

他们的工作在本周发表在“科学院院刊”上的论文中有所描述。

“Thermophotovoltaics结构紧凑，效率极高，适用于各种应用，从需要100瓦(如轻型无人驾驶飞行器)到100兆瓦(为36,000户家庭提供电力)。 100兆瓦的联合循环发电厂规模庞大，“电气工程和计算机科学(EECS)教授Eli Yablonovitch和论文的通讯作者说。

根据Yablonovitch的说法，这一发现建立在他和学生2011年发表的工作基础之上，该研究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。通过在光伏电池的背面添加高反射镜，他们打破了当时的效率记录，并继续在随后的研究中这样做。

石墨带(发光棒)加热坐在它下面的热光电池。(摄影：Luis M.PazosOutόn，加州大学伯克利分校)

“镜子的作用是在太阳能电池内产生致密的红外发光光子气体，这种现象会增加电压，”Yablonovitch说。

最近，他的团队认识到这面镜子可以起到双重作用。事实上，它解决了热光电领域面临的最大挑战之一：如何利用能量太少的热(热)光子来发电。事实证明，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。这种现象导致前所未有的效率。

“即使我们只使用一个简单的金镜，我们也取得了破纪录的成绩。现在，我们将在金色上方添加一层介电层，这将使我们的效率提高到36%，”Luis M. PazosOutόn说道。 ，EECS的博士后研究员和论文的主要作者之一。

“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，使用科学文献中的成熟技术，我们知道我们可以达到50%的效率，”Zunaid Omair，研究生研究员说。在EECS和论文的第一作者。“在我们的结果出炉之前，热光电效率长期停滞在23%，所以从23%到29%是非常重要的。”

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