对于热光伏系统,具有稳定温度超过1400K的高选择性平面热发射器
Jian Wang1, Zuoxu Wu1, Yijie Liu1
1School of Science, and Ministry of Industry and Information Technology Key Lab of Micro-Nano Optoelectronic Information System, Harbin Institute of Technology, Shenzhen 518055, China.
ACS applied materials & interfaces
|October 16, 2023
概括
一个新的陶复合材料选择性热发射器证明了热光伏 (TPV) 系统的高效率和稳定性. 这一进步有望在高温下改善热电转换.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 能源转换 能源转换
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 选择性热发射器对于提高热光伏 (TPV) 能量转换效率至关重要.
- 高温稳定性 (1273K以上) 和光谱选择性是TPV系统部署的关键挑战.
- 对于大规模的TPV应用,需要可扩展的平面选择性热发射器.
研究的目的:
- 为TPV系统开发具有卓越的热稳定性和光谱选择性的选择性热发射器.
- 为了研究用于高温应用的碳化物 (ZrC) 和氧化 (Al2O3) 复合陶.
- 用开发的选择性热发射器来预测TPV系统的性能.
主要方法:
- 使用ZrC和Al2O3复合陶制造一个平面选择性热发射器.
- 在高达1423K的温度下,对发射器的光谱发射率和热稳定性的表征.
- 将发射器与甲 (InGaAs) 光伏 (PV) 电池相合,以预测TPV系统的效率.
主要成果:
- 选择性热发射器在1423 K时表现出高于0.6 eV的~90%的发射率.
- 在0.6 eV以下实现了强大的排放抑制和高达1423 K的强大的热稳定性.
- 总体光谱效率约为53%和TPV系统预测效率为29.78%被证明.
结论:
- 该ZrC/Al2O3复合陶选择性热发射器为TPV系统提供高性能和稳定性.
- 这项工作为推进使用平面选择性热发射器的TPV技术提供了一种可行的方法.
- 开发的发射器显示了在苛刻的高温环境中高效地将热转换为电的潜力.
