A Kaliforniai Egyetem egyik professzora és hallgatója olyan fotovoltaikus (nap-) elemet tervezett, amely négyzetméterenként 50 wattnyi teljesítményt produkálhat, méghozzá éjszaka.

Ugyan a napelem nem csupán a napfény, hanem bármilyen megfelelő fényspektrummal rendelkező fényforrás esetén képes elektromosságot előállítani, az mindenképpen figyelemre méltó, ha ez a folyamat éjszaka történik. Az ötlet mögött álló professzor (Jeremy Munday) és tanítványa (Tristan Deppe) meglepő magyarázattal szolgál: ezek az újfajta elemek a fény elnyelése helyett fényt bocsátanak ki, ilyenkor az áram ellentétes irányban halad ugyan, de még mindig energiát termel. A fizika ugyanaz, csak épp eltérő anyagot kell használni. A rendszer azon a fizikai törvényszerűségen alapszik, hogy egy test hőt ad le, amennyiben a környezete hidegebb nála.

Munday megközelítése azt a tényt is felhasználta, hogy a világűr igen hideg, és ha egy meleg tárgy az éjszakai égbolt felé mutat, akkor – hőként – infravörös fényt sugároz ki (ezt a tényt már régóta használják a fűtéshez). Az elmúlt években a figyelem egyre inkább azok felé az eszközök felé fordult, amelyek hasonlókra voltak képesek nappal (a napfény kiszűrésével). Ezen az elven alapszanak az úgynevezett termoradiatív cellák is, és épp ezekkel kísérletezik az amerikai szakember: fordított napeleme az éjszakai égbolt felé fordul, és a kisugárzás során keletkező fesztültséget használja fel. Az eszköz, állítja a professzor, nappal is működhetne, amennyiben védenék a napfénytől.

A hagyományos napelem (balra) elnyeli a fény fotonjait a napból és elektromos áramot generál. A termoradiatív cella (jobbra) elektromos áramot generál, miközben infravörös fényt (hőt) sugároz a világűr hidege felé

Ennek a megközelítésnek az egyik nagy előnye a hagyományos napelemekkel szemben az, hogy egész nap működhet, potenciális energiaforrásként szolgálva a hagyományos nap- és szélerőművekhez. Amellett, hogy az ilyen cellák jelentős mennyiségű energiát generálhatnak, segíthetik az energiahálózat egyensúlyát a nappali-éjszakai ciklusban.

Munday és Deppe jelenleg azon dolgoznak, hogy javítsák ezen eszközök teljesítményét és hatékonyságát, hogy a későbbiekben azokat széles körben lehessen majd használni. Ötletüket az ACS Photonics folyóiratban publikálták.

• napelem
• napenergia
• éjszaka