能量Power可以从两个不同温度物体之间辐射交换中产生——例如，从地球表面到太空的辐射冷却。热辐射二极管Thermoradiative diodes是一种低带隙光电器件，其价带和导带的占位，主要是通过与外部环境的辐射交换而建立的。观察冷环境的暖二极管，将自发地产生反向电偏置，该反向电偏置与来自辐射不平衡的复合电流相结合，产生电功率。

近期，澳大利亚新南威尔士大学UNSW Sydney的Michael P. Nielsen, Andreas Pusch，Nicholas J. Ekins-Daukes等，在Nature Photonics上发表综述文章，概述了在辐射极限和非辐射过程中，热辐射二极管的工作原理。讨论了一些目前的限制和提高性能的机会，以及潜在的应用，如夜空发电和废热回收等。

Semiconductor thermoradiative power conversion.

半导体热辐射功率转换

图1:热力学能量、热和熵流的热辐射装置。

图2:当暴露于不同辐射环境时，热辐射二极管的热辐射、能带图和辐射电流。

图3:热辐射二极管的功率、效率和电流-电压特性。

图4:热辐射二极管的理论可提取功率密度与外部辐射效率和电阻-面积乘积比例。

图5:热辐射二极管的传统和纳米光子光学输出耦合策略。

图6:热辐射二极管的典型地面和空间应用，包括大气因素。

文献链接

Nielsen, M.P., Pusch, A., Pearce, P.M.et al.Semiconductor thermoradiative power conversion.Nat. Photon.18, 1137–1146 (2024).

本文译自Nature。