放置在環(huán)境中的傳感器會在各種天氣條件下長時間呆在戶外，并且它們必須不斷自我供電才能收集數(shù)據(jù)。與光伏電池一樣，許多電池都利用太陽來發(fā)電，但是在夜間為室外傳感器供電是一個挑戰(zhàn)。

熱電設備利用設備頂部和底部之間的溫差來發(fā)電，為利用自然產(chǎn)生的能量提供了一些希望。但是，盡管比光伏發(fā)電更有效，但許多熱電設備會翻轉其電壓符號，這意味著當環(huán)境溫度變化時，電流會改變其流動方向，因此，每天至少兩次將電壓降至零。

作者石井敏說：“熱電設備的信號取決于設備頂部和底部之間的溫差�！� “與環(huán)境溫度相比，可以使用冷卻來產(chǎn)生溫差，如果存在溫差，則可能產(chǎn)生熱電�！�

在本周于《應用物理學快報》上發(fā)表的一項研究中，作者測試了一種由波長選擇發(fā)射器組成的熱電設備，該設備在白天使用輻射冷卻不斷地冷卻該設備，使熱能從設備中散布到空氣中。結果，設備的頂部比底部的溫度更低，從而導致溫差，從而在白天和黑夜以及各種天氣條件下產(chǎn)生恒定電壓。

作者將寬帶發(fā)射器與選擇性發(fā)射器進行了比較，表明選擇性發(fā)射器避免了在環(huán)境溫度變化期間電壓降至零的問題。

“對于選擇性發(fā)射器，最好在大氣窗口中使發(fā)射率接近統(tǒng)一，大約為8到13微米，在這種情況下，大氣透射率很高，并且熱發(fā)射可以有效地輻射到太空中，從而使設備冷卻。” Ishii說過。

他們測試的設備由玻璃基板底部的100納米厚的鋁膜組成。作者發(fā)現(xiàn)，其他熱源，例如可能安裝傳感器的屋頂，可以增強其產(chǎn)生電壓的能力。

石井說：“大的溫差會導致大的熱電電壓�！� “在設備背面使用熱量會使底部和頂部之間的溫度差變大，因此來自設備后面的熱量有利于熱電發(fā)電。”