编者按：目前太阳能通常只能将可见光转换利用，而波长较长的红外光却无法被利用，近日，美国莱斯大学研究团队指出可利用纳米碳管将红外光发散出的热能转换为光能再加以利用转换成电能，通过压缩并转换热能，将提高转换效率达至80%以上。

太阳能板无法转换所有的光，像是晶体硅太阳能就只能吸收近红外光、可见光及紫外光，波长较长的红外光则完全无法吸收，其余能量会转为热，而最近美国莱斯大学研究指出，通过神奇材料纳米碳管，我们可将太阳能“废热”转换成电池能吸收的窄带宽光线，进而将转换效率提高至80%以上。


提升太阳能转换效率并不容易，目前太阳能技术大多以转换可见光为主，红外光时常被忽略进而浪费，也因为晶体硅物理特性，只能将等同于近红外光的较低能量转换成电，其余转为热，因此太阳能理论转换效率最高仅29.3%左右。

因此有不少科学家为了提高转换效率，不是改用其他光电材料，就是都希望能将红外光转换成太阳能板可吸收的光谱，而美国莱斯大学的方法也差不多，他们看好太阳能产生的“热”，想要利用纳米碳管将废热再利用，进而提升太阳能板性能。

简单来说，他们想捕捉太阳能板产生的热辐射：“热光子（Thermal photons）”，莱斯大学材料科学与纳米工程系教授河野淳一郎（Kono Junichiro）指出，热光子是物体散发出来的红外线，就好比如果人们用热成像来观察某物体，就会发现他们正在发光，相机就是在捕捉这些光子。

几乎所有的热辐射都是由不同频率的红外线组成，但就如同上面所说，目前的太阳能板无法转换所有的红外线，河野教授指出，通常热辐射为宽波段，团队得将光转换成较窄的波段，才能加以便用。

对此莱斯大学团队为了捕捉太阳能板产生的中波红外光，研制出芯片般薄的纳米碳管薄膜，其中纳米碳管导电性、导热性、材料强度都比硅还要高，可承受700度高温，自1991年发现至今，它一直都是备受瞩目的神奇材料之一，能在晶体管、锂离子电池、超级电容、太阳能蒸馏等等的研究中发现它们的身影。


在该研究中，团队在有如芯片大小的纳米碳管薄膜上刻出亚微米级模槽，电机工程助理教授Gururaj Naik表示，纳米碳管吸收热光子后，就能加以控制，再传变成窄带宽光线。简言之，热光子可以从任何入口进来，但出口只有一个。

团队并不是直接将热能转换成电，而是将热能转换成光，最后再用来发电，Naik表示，通过压缩并转换热能，将能提高转换效率，理论上转换效率可高达80%。

理论转换效率高达80%听起来是种天方夜谭，但这也不是第一个对纳米碳管寄给重望的团队，美国太阳能公司NovaSolix公司希望可运用纳米碳管与整流天线（rectifying antenna）技术来打造全新的太阳能板，整流天线可以将无线电波与红外光转换成直流电，因此善加利用整流天线的特性，并结合纳米碳管技术，或许能突破极限来吸收可见光，其理论转换效率甚至可达到90%。

而未来这两种技术是否真的能抵达如此疯狂的境界，还需要再进一步观察。

原标题：用纳米碳管转换太阳能“废热”，理论转换效率有望达80%