黑色 – 金屬可以給太陽能產生沉重的衝動

為了尋找能源獨立性，研究人員將太陽能熱電發生器（Steg）研究為太陽能產生的有前途的來源。與當前在大多數太陽能電池板中使用的光電不同，Steg除了陽光外還可以使用所有類型的熱能。簡單的設備在它們之間具有半導體材料，而各方之間的溫度差異通過稱為Zebek效應的物理現象產生電力。

但是目前的Steg對有效性有嚴重限制，從而使它們被更廣泛地接受為一種實用的能源生產形式。目前，大多數太陽能熱電發電機不到1％的陽光變成電力，而住宅面板約為20％。

得益於羅切斯特大學光學研究所的研究人員開發的新方法，這種效率的差距大大減少了。

在 學習 發表在 光：科學與應用該團隊描述了其光譜工程師和熱控制的獨特方法，以創建Steg設備，該方法的功率是以前的設備的15倍。

“數十年來，研究界一直致力於改善Stegs中使用的半導體材料，並在一般效率方面實現了適度的增長，” Optics and Physics教授兼Rochester Laboratory的高級科學家Chunly Go在Laser Energetics下的高級科學家說。

“在這項研究中，我們甚至沒有接觸半導體材料，而我們專注於設備的寒冷側面。將太陽能的最佳吸收和在寒冷的一面抓住熱量的最佳吸收，並在寒冷的側面散射更好的熱量，我們實現了驚人的效率。”

已經開發了三種策略，開發了新的，高效的Steg。首先，在Steg的熱側，研究人員在GO實驗室開發的黑色Metala使用了一項特殊技術，以轉換常規的鎢鎢，以選擇性地吸收陽光波中的光。它們在具有NAN大小的結構的蝕刻金屬表面上使用強大的飛秒激光脈衝，它們增強了材料從陽光中的能量吸收，並減少了其他波長上的熱分散體。

其次，研究人員“用一塊塑料覆蓋了黑色金屬，以製作迷你底，就像在農場上一樣，” Th說。 “您可以最大程度地減少對流和電導率以捕獲大量熱量，從而增加熱側的溫度。”

最後，在Steg的寒冷一側，他們再次使用了飛秒激光脈衝，但是這次在常規鋁上創建了帶有微小結構的散熱器，該散熱器由於輻射而改善了熱量散射。這個過程使典型鋁熱冷卻的特徵增加了一倍。

在GO研究中，他的研究小組簡單地證明瞭如何將其使用來為LED供電比當前方法更有效。 GO說，這項技術還可以用於為互聯網，可穿戴設備的無線傳感器供電，或用作農村地區網絡可再生能源的系統。