数字研究高温,基于磁盘的和热光伏选择性热发射器

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光学是什么?光学是什么?
• 能源转换 能源转换

背景情况:

• 选择性热发射器 (STEs) 对于高效的热光伏 (TPV) 能量转换至关重要.
• 了解STEs的高温性能对于准确的TPV系统设计至关重要.

研究的目的:

• 为TPV应用设计和分析基于金属磁盘的二维STEs.
• 调查几何参数和温度对STE发射的影响.
• 评估使用基于W和Mo的STEs的TPV系统的性能.

主要方法:

• 对STEs的几何参数进行参数分析.
• 使用 W 和 Mo 的温度依赖的复杂电容模型.
• 实施一个模型来量化GaSb光伏电池的转换效率.

主要成果:

• 设计的STEs在电子孔对生成范围中表现出高发射率,即使在大角度.
• 预测的TPV效率为W的20.99%,Mo的20.38%在1685K.
• 确定了磁极子,表面等离子体极子和腔共振作为高发射率的关键.

结论:

• 高宽带发射量归因于极子和腔共振.
• 发射剂与温度的稳定性在较短的波长下更好.
• 考虑温度依赖性质至关重要,因为室温估计可以高估TPV系统效率高达22%.