详细介绍
罗切斯特大学的一项新式热冷端规划使太阳能热电发电机(STEG)的功率提高了15倍,有望缩小其与传统太阳能电池板的功率距离。
罗切斯特大学的研讨人员开宣布一种办法,可将太阳能热电发电机(STEG)的功率提高15倍。这一打破有望缩小其与传统太阳能电池板的功率距离,并为可再次出产的动力拓荒新的可能性。
与大多数太阳能电池板运用的光伏电池不同,STEG除了运用阳光外,还可经过各种热源。
该设备的作业原理是运用热端和冷端之间的温差,中心放置半导体资料,经过塞贝克效应发电。
但是,STEG一向面对一个严重约束:大多数设备将不到1%的阳光转化为电能,远低于住所光伏体系约20%的功率。
得益于罗切斯特大学光学研讨所开发的新式光谱工程和热管理办法,这样的一种状况可能会改动。
在一项研讨中,研讨人员描绘了一种无需改动半导体资料自身就能明显提高输出功率的体系。
“几十年来,研讨界一向专心于改善STEG中运用的半导体资料,并在全体功率方面取得了有限的发展,” 罗切斯特大学光学与物理学教授、激光能量学实验室高档科学家郭春雷(音译)表明。
“在这项研讨中,咱们乃至没有触及半导体资料 —— 相反,咱们专心于设备的热端和冷端。经过在热端结合更好的太阳能吸收和热量捕获,以及在冷端完成更好的散热,咱们在功率上取得了惊人的提高。”
该团队的办法依赖于三项首要立异。首要,在STEG的热端,他们使用了郭春雷实验室开发的“黑金属”技能。他们运用飞秒激光脉冲在钨上蚀刻出纳米级结构,使其能够挑选性地吸收太阳波长的光,一起削减其他波长的热丢失。
其次,他们经过用一块塑料掩盖黑金属,制作了微型温室效应。这一层约束了热对流和传导,然后捕获更多热量,提高了热端的温度。
“你能够最大极限地削减对流和传导以捕获更多热量,来提高热端的温度,” 郭教授解释道。
在冷端,团队再次运用了飞秒激光脉冲 —— 这次是在铝上 —— 制作出一种高效的散热器。该工艺产生了细小的结构,经过辐射和对流两种方法增强了散热作用,使冷却性能比规范铝散热器提高了一倍。
新规划展示了巨大的实践使用潜力。在测验中,晋级后的STEG驱动LED的功率远高于前期设备。
据郭教授介绍,该技能可适用于为物联网(IoT)的无线传感器、可穿戴设备或偏远地区的离网可再次出产的动力体系供电。