Sun-free photovoltaics는 전기를 생산하기 위해 햇빛을 필요로하지 않는 태양 광 기술입니다. 이 기술은 매사추세츠 공과 대학교 (Massachusetts Institute of Technology) 연구팀이 개발했습니다. 광전지는 특정 파장에서 빛을 전기로 가장 효율적으로 변환합니다. Sun-free photovoltaics의 표면은 열 에너지를 특정 파장으로 변환하도록 설계되었습니다. 이것은 기존의 열 광전지 (TPV) 시스템의 효율을 증가시킨다.

일하는 원리
이 물질의 표면은 수십억 개의 나노 스케일 피트로 에칭되어 특정 파장에서 웨이브를 방출하고 필요하지 않은 다른 파장을 억제합니다. 표면이 열에너지에 노출되면 필요한 파장에서 빛 에너지를 방출합니다. 원자는 방사선이 가해지면 자유 전자를 방출하여 전기를 생성합니다.

개발
방사성 동위 원소를 사용하는 장치는 방사성 붕괴라고 불리는 과정을 사용하여 중단없이 최대 30 년간 전기를 생산할 수 있습니다. 부탄을 연료 원으로 사용하는 MIT의 연구원에 의해 또 다른 유사한 장치가 개발되었습니다. 이 제품은 버튼 크기로 비슷한 크기의 리튬 이온 배터리보다 3 배 이상 작동하는 것으로 추산되며 연료를 보급하자마자 즉시 충전 할 수있는 이점이 있습니다. 1960 년대에 개발 된 기술인 열 – 광전지는 열에너지를 전기로 변환 할 수 있습니다. 이전에 햇빛이 광전지가 작동하는 데 절대적으로 필요한 것은 아니라는 것이 알려졌습니다. 적외선 방사는 낮은 밴드 갭을 특징으로하는 광전지 재료에서 효율적으로 이용되지 않지만 성능은 정상적인 실리콘 광전지보다 비교적 우수합니다. 열을 활용하는 광전지의 일례는 탄화수소 연료 열 방출기에 의해 방출 된 열에 의해 전기를 생산하는 광전지 다이오드이다.

태양이없는 광전지에서 위에서 설명한 열 이미 터는 광 다이오드에서 사용할 수있는 특정 파장을 방출하도록 미세 조정되어 다이오드와 함께 사용할 수없는 파장을 차단합니다. 이것은 결정을 통과하는 빛이 변형 될 수 있도록 광 결정 (photonic crystal)의 리지 (ridges) 및 홀 (hole)과 같은 나노 스케일의 특징을 에칭함으로써 달성됩니다.

조작
텅스텐 슬래브는 표면에 수십억 개의 나노 스케일 피트가있는 열 방출기로 사용되며 각 피트는 공진기처럼 작동합니다. 가열시 특정 파장이 슬래브에 의해 방출되어 방출 스펙트럼이 변경됩니다.

응용 프로그램
Sun-free 광전지는 스마트 폰과 같은 전자 장치에 적용 할 수 있습니다. 스마트 폰의 전류 밀도는 향후 20 년 동안 3 배가 될 수있는 능력을 지니고 있습니다. 스마트 폰을 충전 할 필요없이 20 일 이상 사용할 수 있습니다. 또한 TV와 같은 가전 제품과 휴대 전화와 같은 가전 제품의 폐열을 활용하는 데에도 사용할 수 있습니다.