A energia fotovoltaica livre de sol é uma tecnologia fotovoltaica que não requer luz solar para produzir eletricidade. Essa técnica foi desenvolvida pela equipe de pesquisa do Massachusetts Institute of Technology. As células fotovoltaicas convertem a luz em eletricidade de maneira mais eficiente em comprimentos de onda específicos. A superfície da fotovoltaica sem o sol é projetada de tal forma que converte energia térmica em comprimentos de onda específicos. Isso aumenta a eficiência dos sistemas termophotovoltaicos (TPV) existentes.

Princípio do trabalho
A superfície deste material é gravada com bilhões de poços em nanoescala, de modo que emite onda nos comprimentos de onda especificados e suprime outros comprimentos de onda que não são necessários. Quando a superfície é exposta à energia térmica, irradia energia luminosa nos comprimentos de onda necessários. Os átomos liberam elétrons livres quando a radiação é aplicada, gerando eletricidade.

Desenvolvimento
Um dispositivo que usa radioisótopos é capaz de produzir eletricidade por até 30 anos, sem interrupção, usando um processo chamado decaimento radioativo. Outro dispositivo semelhante foi desenvolvido por pesquisadores do MIT, que usa butano como fonte de combustível. Ele tem o tamanho de um botão e é estimado em operar três vezes mais do que uma bateria de íons de lítio de tamanho similar e tem a vantagem de recarregar imediatamente após o reabastecimento. Termo-fotovoltaica, que é uma tecnologia desenvolvida na década de 1960, é capaz de converter energia térmica em eletricidade. Anteriormente, sabia-se que a luz solar não é absolutamente necessária para o funcionamento das células fotovoltaicas. A radiação infravermelha não é utilizada eficientemente em materiais fotovoltaicos que são caracterizados por um gap de banda baixa, embora o desempenho seja comparativamente melhor do que as células fotovoltaicas de silício normais. Um exemplo de energia fotovoltaica utilizando calor é um diodo fotovoltaico que produz eletricidade a partir do calor emitido por um emissor térmico alimentado por hidrocarbonetos.

Em fotovoltaicos sem o sol, o emissor térmico descrito acima é finamente ajustado para emitir comprimentos de onda específicos que o diodo fotovoltaico pode utilizar, enquanto ao mesmo tempo interrompe os comprimentos de onda que não podem ser usados ​​pelo diodo. Isto é conseguido gravando características de nanoescala como sulcos e buracos em um cristal fotônico para que a luz passando através do cristal possa ser modificada.

Operação
Uma placa de tungstênio é usada como um emissor térmico com bilhões de poços em nanoescala na superfície, com cada poço atuando como um ressonador. No aquecimento, os comprimentos de onda específicos são irradiados pela laje, pois gera um espectro de emissão alterado.

Aplicações
A energia fotovoltaica livre de sol pode ser aplicada em dispositivos eletrônicos como smartphones. Seu valor de densidade de corrente tem a capacidade de ser triplicado nos próximos anos, quando poderá alimentar um smartphone por mais de 20 dias sem precisar recarregar entre eles. Ele também pode ser usado para utilizar o calor residual de aparelhos elétricos, como televisores e aparelhos eletrônicos, como telefones celulares.