超宽带太阳能吸收器和高效率的热发射器从UV到中红外频谱
Fuyan Wu1, Pengcheng Shi1, Zao Yi1,2
1Joint Laboratory for Extreme Conditions Matter Properties, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China.
本研究介绍了一种具有高效率 (95.8-96%) 和宽带宽 (2811 nm) 的新型太阳能吸收器,使用,和. 该设计确保了在各种条件下卓越的热稳定性和性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 太阳能是清洁,可再生能源发电的一个重点.
- 开发具有广泛光谱响应的高效太阳能吸收器至关重要.
- 现有的吸收器通常面临效率,带宽或热稳定性方面的局限性.
研究的目的:
- 设计和研究一种具有增强宽带吸收效率的新型太阳能吸收器.
- 分析负责吸收器性能的物理机制.
- 评估拟议的吸收器的热稳定性和角度/极化独立性.
主要方法:
- 在W-Ti-Al2O3基底上叠加周期性Ti-Al2O3-Ti光盘的复合膜结构的制造.
- 利用时间域有限差异 (FDTD) 方法进行分析.
- 评估的入射角度,结构部件和电磁场分布.
主要成果:
- 在200-3100 nm的范围内实现了95.8%至96%的平均吸收效率.
- 证明了2811nm (244-3055nm) 的峰值吸收带宽.
- 由于高点材料 (W,Ti,Al2O3) 和优良的热辐射强度 (94.4%在1000K) 呈现出高热稳定性.
- 展示了良好的入射角不敏感性 (0-60°) 和偏振独立性 (0-90°).
结论:
- 设计的太阳能吸收器有效地利用近场合,空腔模式合和等离子体共振进行宽带吸收.
- 吸收器表现出高效率,宽带宽,优异的热稳定性和良好的角度/极化独立性.
- 这种吸收器适用于各种太阳能热和光伏应用,提供设计灵活性.
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