设计并制造一种具有超高光吸收率的圆锥阵列吸收器，用于太阳能利用

《Advanced Optical Materials》：Design and Fabrication of a Cone Array Absorber with Ultra-High Light Absorptance for Solar Energy Utilization

高效利用太阳能需要高吸收材料，表面光陷阱结构可显著提升光吸收。本研究采用模板复制结合CNC钻孔技术，设计并制造了高光热转换效率的锥阵列吸收器。其表面光陷阱结构在400-2000nm波长范围内实现99.58%的积分吸收率，在1 sun光照下达到85.13%的光热转换效率，同时具备优异的柔韧性、化学稳定性和热冲击耐受性。

　　

摘要

高效利用太阳能迫切需要高性能的光吸收材料。构建表面光捕获腔结构可以显著提高光吸收效率。然而，通过简单且可扩展的方法制造高精度的周期性腔结构仍然具有挑战性。本文设计并制备了一种新型的超高效吸收周期性锥形阵列吸收器，采用模板复制方法实现。该研究开创了利用计算机数控（CNC）钻孔技术制造高吸收材料模板的方法，从而能够精确控制宏观腔体的几何参数。得益于锥形宏观腔结构和高吸收剂的集成，这种锥形阵列吸收器在400–2000纳米波长范围内表现出99.58%的超高效积分吸收率。在单太阳光照条件下，该吸收器能够有效吸收太阳能，实现85.13%的光热转换效率。基于这种吸收器的太阳能热电转换（STEG）系统具有480 μW cm^?2的高输出功率密度。此外，该锥形阵列吸收器还具备优异的柔韧性、化学稳定性和抗热震性。这项工作为制造高性能光吸收器提供了一种直接且可扩展的方法，有助于高效收集和利用太阳能。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。