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超材料为发展可在黑暗中发电的热光电池提供可

2020-01-03 作者:简介   |   浏览(175)

[据GizMag科技创新技术新闻网4月20日报道]澳大利亚国立大学和加州大学伯克利分校的物理学家研制出一种具有革命性功能的新型光磁超材料,并用其制成用于超高效率热光电池的原型装置。这种电池不需要直接光照来产生电能,只需要吸收红外辐射来产生电流,而且不同于传统的光伏电池,该电池可以用于黑暗环境中。为了研制这种超材料,研究人员将20层金和氟化镁纳米片交替堆叠,并将其置于50纳米厚度的氮化硅基片上。然后使用聚焦离子束在材料上制造一系列长圆孔。这些工序使材料获得可产生“磁双曲色散”现象的性能。简单的色散可以表述为光在不同材料中的行为,即被看做是电磁场在不同方向的立体传播。比如说,一个毛玻璃凸透镜会呈现出圆形或椭圆形的色散。而对于这种新的超材料,材料与光的磁分量之间的强烈的交互作用使其色散特性呈现双曲形式,即一种非常强烈的分布形式,导致一种定向的、连贯的、偏振的热发射。换句话说,该材料当被红外辐射时会发出异常明亮的光。这种超材料可以通过可控的纳米围观结构实现发射频率和强度的可调控,作为热光电池的发射体可以实现良好的匹配,并极大提高热转换效率。研究人员表示,热光电池的潜在效率远高于太阳能电池,而这种新的超材料克服了许多阻碍,将促进热光电池发挥其潜能。

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