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太陽光含有大量能量。但目前用于采收太陽能的技術(shù)并未達(dá)到應(yīng)有的程度。如今,在《ACS應(yīng)用材料與界面》一書中,研究人員報(bào)告稱,名為超球的金納米球體幾乎可以吸收陽光中的所有波長(zhǎng),包括一些傳統(tǒng)光伏材料所忽略的波長(zhǎng)。將一層超音速應(yīng)用于市售的電能轉(zhuǎn)換器上,表明該技術(shù)與傳統(tǒng)材料相比,太陽能吸收量幾乎翻了一番。

為什么金超球是不同的

科學(xué)家們正在探索吸收太陽光譜光的材料,以改進(jìn)太陽能的采集。黃金和銀納米顆粒(NPs)已被推薦作為解決方案,因?yàn)樗鼈円子谥圃烨医?jīng)濟(jì)高效,但目前NP的光吸收僅限于可見光波長(zhǎng),僅占全部太陽光譜的一小部分。

為了捕捉包括近紅外光在內(nèi)的其他波長(zhǎng),李義俊、李清和雄甿建議使用自組裝金球。這些結(jié)構(gòu)由金核對(duì)細(xì)胞組成,這些物質(zhì)會(huì)相互融合并形成微小的球體。對(duì)超球的直徑進(jìn)行了調(diào)整,以最大限度地吸收陽光中存在的波長(zhǎng)。

從模擬到真實(shí)電影

研究人員首先利用計(jì)算機(jī)模擬來優(yōu)化單個(gè)超球的設(shè)計(jì),并預(yù)測(cè)超球薄膜的性能。模擬結(jié)果顯示,超球應(yīng)吸收超過90%的波長(zhǎng)來自陽光。

接下來,他們通過干燥一種含有市售熱電發(fā)生器(TEG)表面結(jié)構(gòu)的液體溶液,從而制造出一片超球的金色薄膜,該裝置能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為電能。影片是在房間環(huán)境條件下制作的,無需潔凈的房間或極端溫度。

提高測(cè)試中的太陽吸收能力

在使用LED太陽能模擬器進(jìn)行演示時(shí),超球涂層TEG的平均吸收量約為89%,幾乎是使用由單金NPs制成的傳統(tǒng)薄膜(45%)的TEG的兩倍。

我們的等離子體超球?yàn)椴杉柟庾V提供了一條簡(jiǎn)單的途徑,李秀宇說道。最終,這種涂層技術(shù)可以顯著降低在實(shí)際能源應(yīng)用中高效利用太陽能熱能和光熱系統(tǒng)的阻隔。

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