热电纳米天线对大规模高输出电压阵列的优化
Mohamad Khoirul Anam1, Yudhistira Yudhistira2, Sangjo Choi2
1Research Center for Testing Technology and Standard, National Research and Innovation Agency (BRIN), South Tangerang 15314, Indonesia.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|July 13, 2024
概括
这项研究介绍了优化的热电纳米天线,可以将红外 (IR) 辐射转化为直流. 新的设计和阵列配置显著提高了输出电压,以实现高效的IR-DC能量采集.
科学领域:
- 纳米技术纳米技术
- 收集能源 收集能源
- 红外技术 红外技术
背景情况:
- 热电纳米天线将红外 (IR) 辐射转化为直流 (DC) 无需整流器.
- 优化纳米天线几何和阵列配置是提高输出电压 (Voc) 的关键.
研究的目的:
- 引入热电纳米天线几何学,以获得最大的Voc.
- 提出一个最佳的串行阵列配置,以提高Voc.
- 通过设备设计提高IR-DC能量采集效率.
主要方法:
- 利用有限的,开放的SiO2基板 (有效波长厚度为28.3 THz的四分之一) 来创建静止波.
- 在基板上配置最佳的纳米天线阵列,以最大限度地提高温度差异 (ΔT).
- 用线性极化事件波 (1.42 W/cm2功率密度) 进行数值模拟.
主要成果:
- 在35μm × 35μm基板上的单个优化纳米天线产生了64.89mK的ΔT和1.75μV的Voc.
- 在150 μm × 75 μm基板上的5 × 6纳米天线阵列实现了总Voc为40.18 μV (每个元素1.34 μV).
- 该阵列表现出0.77V/W的电压响应率 (β),超过了以前的设计.
结论:
- 优化的热电纳米天线阵列提供高稳定性和易于制造.
- 该设备适用于制造大型阵列,用于高输出IR-DC能量采集.
- 实现的性能与悬浮热电天线阵列相匹配或超过.
