一、背景介绍在过去的一个世纪里，通过可再生能源发电的方式推动了一系列基础科学和应用工程的发展。虽然光伏技术为实现这一目标提供了一条可行的商业途径，但是，想要在夜间进行小型分布式的可再生能源发电仍然具有挑战性。从热力学上讲，任何能量转换过程要产生有用的功，都必须要有一个热源和一个冷源。大多数可再生的发电方法，包括光电和太阳热能系统，都依赖太阳作为热源、地球周围环境作为冷源。然而，到了夜间，就没有这种无处不在的、容易获得的热源来驱动热机。然而，冷源却是一直存在的，只不过长久以来被忽视了而已。那就是外层空间的寒冷，这是一种无处不在的冷源。因此，如果利用地球表面周围的环境空气作为热源，采用外层空间作为冷源，就可以驱动一种新型的夜间热机，使其在夜间发电。虽然被动地保持表面低于环境空气温度的能力是有用的，但在照明等应用中，需要将环境表面和冷表面之间的温差转换成可用的电能。有鉴于此，加州大学材料科学与工程系Aaswath P. Raman教授联合斯坦福大学范汕洄教授，以模块化和易操作的方式，展示了一种基于热电发电机的低成本发电设备，该设备能够产生足够多的电能，以在夜间为发光二极管(LED)供电。该系统无源功率输入，完全以低成本模块化的方式构建。作者证明利用热电模块特性、空气温度和大气特性的知识，可以有效地从黑暗中产生光明。