通过纳米结构增强光捕获在工程应用中普遍存在,例如,在改进高效聚光太阳能热(CST)技术中。然而,大多数纳米工程涂层和亚表面无法扩展到大表面(> 100 m2),并且在高温(> 850°C)下不稳定,这阻碍了它们在CST中的广泛采用。
澳大利亚国立大学Juan F. Torres等提出了一种可扩展的层纳米架构,可以显著增强任意材料的太阳能吸收。
本文要点:
(1)
作者的电磁学模型预测,尖端光吸收剂的吸收率可以进一步提高70%以上,即在没有纳米结构的情况下,相对于基线值的黑体吸收有所改善。在实验中,纳米结构产生的太阳能吸收器在光学上更接近黑体35%,即使在空气中长期(1000小时)高温(900摄氏度)老化后也是如此。据作者所知,稳定的太阳能吸收率超过97.88±0.14%,这是迄今为止在这些极端老化条件下报道的最高值。
(2)
层纳米结构的可扩展性通过辅助沉积得到进一步证明,为现有和新开发的CST吸收材料的简单而显著的太阳能吸收率提升和维护方法铺平了道路。
参考文献:
Guo, Y., Tsuda, K., Hosseini, S. et al. Scalable nano-architecture for stable near-blackbody solar absorption at high temperatures. Nat Commun 15, 384 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-023-44672-3
https://doi.org/10.1038/s41467-023-44672-3