サンフリー太陽光発電は太陽光発電を必要としない太陽光発電技術です。この技術は、マサチューセッツ工科大学の研究チームによって開発されました。光電池は、特定の波長で最も効率的に光を電気に変換します。サンフリー太陽電池の表面は、熱エネルギーを特定の波長に変換するように設計されています。これにより、既存の熱光発電（TPV）システムの効率が向上する。
作業の原則
この材料の表面は、数十億のナノスケールのピットでエッチングされるので、指定された波長で波を放射し、必要でない他の波長を抑制する。表面が熱エネルギーに曝されると、必要な波長で光エネルギーを放射する。放射線が照射されると、原子は自由電子を放出し、電気を発生させる。
開発
放射性同位体を使用する装置は、放射性崩壊と呼ばれるプロセスを使用して中断することなく最大30年間電気を生成することができます。ブタンを燃料源として使用するMITの研究者らによって開発されました。それはボタンのサイズを持ち、同様の大きさのリチウムイオン電池よりも3倍長く動作すると推定されており、給油直後に再充電するという利点があります。 1960年代に開発された技術である熱 – 光電池は、熱エネルギーを電気に変換することができる。光起電力セルが動作するために太陽光が絶対に必要というわけではないことは以前から知られていた。赤外線は、バンドギャップが低いことを特徴とする光起電力材料では効率的に利用されないが、性能は通常のシリコン光電池よりも比較的良好である。熱を利用する光電池の一例は、炭化水素燃料熱発生器によって放出された熱から電気を生成する光起電力ダイオードである。
サンフリー太陽光発電では、上述した熱エミッタは、光起電力ダイオードが利用できる特定の波長を放出するように細かく調整されると同時に、ダイオードによって使用できない波長を停止する。これは、フォトニック結晶上の隆起および穴のようなナノスケールの特徴をエッチングして、結晶を通過する光を修正することによって達成される。
操作
タングステンのスラブは表面上に数十億個のナノスケールピットを有する熱放射体として使用され、各ピットは共振器のように作用する。加熱すると、変化した発光スペクトルを生成するので、スラブによって特定の波長が放射される。
アプリケーション
太陽フリーの光電池は、スマートフォンのような電子機器に適用することができます。その電流密度の価値は、スマートフォンに20日間以上充電することができ、その間に充電する必要がなくなり、今後数年で3倍になる可能性があります。テレビや携帯電話などの家電製品の廃熱を利用することもできます。