能源、气候与材料2025nature.com
太阳能热电发电机性能提升 15 倍
15-Fold increase in solar thermoelectric generator performance
进阶 · 约 50 分钟读完前置知识：热电效应（塞贝克效应）、热传导与辐射散热、太阳能转换基础
导读
这篇 Nature 论文报告了太阳能热电发电机（STEG）性能提升 15 倍。STEG 通过在一侧集热、另一侧散热，利用塞贝克效应（Seebeck effect）从温差中发电，与需要直射阳光的光伏板不同，它可利用环境热量和散射光，因此在阴影或阴天也能工作。不过其绝对效率仍只有约 1%，远低于光伏的约 20%，新设计只是相对早期 STEG 提升了 15 倍。
HN 关注点：这项技术能否在光伏表现不佳的场景（阴天、弱光）中补位，以及“15 倍”这一数字的实际含义和可比性。
HN 评论精选
这几条评论里：质疑 1 补充 3
补充解释 STEG 的温差发电原理与适用场景，并指出其绝对效率仍远低于光伏。
这种新型太阳能热电发电机（STEG）在一侧积热、另一侧散热，通过塞贝克效应利用冷热两端温差发电。与需要直射阳光的太阳能板不同，STEG 可以利用环境热量和散射光，所以它在阴影或阴天区域仍能工作——只要有温差就能发电。目前它们的效率只有约 1%（太阳能板约 20%），但新设计比早期 STEG 好了 15 倍。它们还比不过太阳能板，但在太阳能板表现不佳的场合可能有用。
gaborcselle查看英文原文
This new solar thermoelectric generator (STEG) traps heat on one side and cools the other, making electricity from the hot-cold gap via the Seebeck effect. Unlike solar panels, which need direct sunlight, STEGs can use ambient heat and scattered light. That’s why they still work in shaded or cloudy areas—any temperature difference can generate power. Today they’re only ~1% efficient (vs. ~20% for solar), but the new design is 15× better than earlier STEGs. They won’t beat solar panels yet, but could be useful in spots where panels underperform.
质疑质疑“15-fold”用词：字面上 15-fold 也可理解为乘以两次 15，暗示应该说明是 15 倍而非指数增长。
“15 倍”不是应该指连续乘两次 15，也就是 32000 倍，而不是 15 倍吗？我觉得这应该在发表前就有人发现了。
bilbo-b-baggins查看英文原文
Doesn’t 15-fold mean multiplied by two 15 times, or 32,000x not 15x? I feel like someone should have caught that before publication.
补充认为被动铝散热器的散热能力翻倍，其价值可能不亚于该论文的具体应用。
一个被动铝制散热器带来 2 倍的辐射与对流散热能力，这本身似乎和它在这个特定应用中的用途一样重要。
addaon查看英文原文
2x the radiative + convective heat dissipation for a passive aluminum heat sink seems like as big a deal as its use in this particular application.
补充设想用 TEG 做无泵、无冷却剂回路的简化核电站，以低效率换取安全性。
我有时会想，能否用热电发电机（TEG）造出安全得多的核电站。那样几乎不需要主动工艺和运动部件，没有泵、冷却剂和循环系统。用核能制造热端，靠环境温度冷却。毫无疑问，这样能效会低一些，但也许因为不必再操心水循环，省下的成本足以抵消效率损失。
rich_sasha查看英文原文
I sometimes wonder if you could make a much safer nuclear plants with TEGs. There would be next to no active processes and moving parts, no pumps and coolant and circulation. Use nuclear magic to make the hot side, cool with ambient temperature. No doubt this would be less energy efficient, but perhaps you reap so much savings by not having to worry about water circulation that it's worth it.
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