麻省理工學(xué)院開發(fā)出一種新的光伏能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可以完全由熱供電，不需要陽光就可發(fā)電。但是，所涉及的原理并不是新的，只是采用新穎的方式，對(duì)材料表面進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，將熱轉(zhuǎn)換成精確調(diào)諧波長的光，這些波長經(jīng)過選擇，以匹配光伏電池發(fā)電最有效的波長，這就使得新系統(tǒng)比以前的版本效率更高。

高效的熱光伏系統(tǒng)來源：麻省理工學(xué)院

據(jù)《物理評(píng)論A》（PhysicalReviewA）雜志介紹，這種微調(diào)光的發(fā)射，關(guān)鍵在于這種材料有數(shù)十億個(gè)納米坑蝕刻在表面。當(dāng)這種材料吸收熱量時(shí)，無論熱量是來自太陽，碳?xì)淙剂希プ兊姆派湫酝凰?，還是任何其他來源，這種坑面輻射的能量基本上都會(huì)具有這些精心選擇的波長。

基于這種技術(shù)，麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員制造了一種紐扣大小的發(fā)電機(jī)，用丁烷燃料驅(qū)動(dòng)，使用壽命比同等重量的鋰離子電池高3倍以上；這種設(shè)備可以即刻充電，只需要把一個(gè)小小的新燃料盒按進(jìn)去就行。另有一款設(shè)備是由放射性同位素驅(qū)動(dòng)，會(huì)穩(wěn)定地從放射性衰變產(chǎn)生熱量，可以供電30年，不需要或維修，這是航天器的理想電源，這種航天器可遠(yuǎn)離太陽執(zhí)行長期任務(wù)。

據(jù)美國能源情報(bào)署（EnergyInformationAdministration）稱，我們使用的所有能源中，92％需要把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后轉(zhuǎn)化為電能，如使用燃料燒開水，驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，連接到一臺(tái)發(fā)電機(jī)。但是，今天的機(jī)械系統(tǒng)效率比較低，而且不能縮小到傳感器、智能手機(jī)或醫(yī)療監(jiān)視器等設(shè)備所需的小尺寸。

伊萬•賽蘭諾維奇（IvanCelanovic）是麻省理工學(xué)院士兵納米技術(shù)研究所（ISN：InstituteforSoldierNanotechnologies）的工程師，他說：能把各種來源的熱量轉(zhuǎn)換成電能，不需要運(yùn)動(dòng)部件，這會(huì)帶來巨大的效益，尤其是如果我們能夠做得有效率，相對(duì)廉價(jià)又能達(dá)到小尺寸的話。

刻有納米洞的鎢板，來源：麻省理工學(xué)院

早就有人知道，光伏（PV）電池，不必總是在陽光下運(yùn)行。半個(gè)世紀(jì)前，研究人員開發(fā)了熱光伏（thermophotovoltaics），它就相當(dāng)于可以利用任何熱源的光伏電池：例如，用燃燒的碳?xì)浠衔锛訜嵋环N材料，這種材料稱為熱發(fā)射器，會(huì)把熱和光輻射到光電二極管上，產(chǎn)生電力。熱發(fā)射器輻射中包含的遠(yuǎn)紅外線波長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于太陽光譜中出現(xiàn)的，而低帶隙光伏材料發(fā)明不到十年，比標(biāo)準(zhǔn)硅光伏材料可以吸收更多的紅外輻射。但大部分的熱量還是白白浪費(fèi)了，所以效率仍然相對(duì)較低。

鎢板上納米坑的直徑、深度和間距對(duì)輻射波長的影響，來源：麻省理工學(xué)院