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寬波段柔性吸光材料問世

   日期:2017-02-21     瀏覽:713    評論:0    
核心提示:他們用先進的納米加工技術,以精確的方式對材料進行組合與構成。在硅襯底上,每次沉積一個原子層,以構建立式納米管陣列。再將納米管陣列從硅襯底轉移到薄而有彈性的聚合物上,就可制造出這種新材料。

美國加利福尼亞大學圣地亞哥分校的研究人員在近期的美國《國家科學院院刊》上發表論文稱,他們利用納米技術,開發出一種輕薄透明的柔性吸光材料,可將太陽能電池的效率提高3倍以上,并具有隱身性能。

該材料可稱是近乎完美的寬波段吸收材料,可吸收87%以上的近紅外光(1200至2200納米波長),對其中1550納米波長的光的吸收率達98%,且能夠從各個角度吸收光。理論上,也可以只吸收特定波長的光而允許其他波長的光通過。

新的吸光材料主要是基于表面等離子體共振的光學現象。研究人員采用了氧化鋅半導體,其可通過與金屬摻雜改性。摻雜了鋁的氧化鋅含有大量的自由電子,足以使等離子共振吸收紅外線。

他們用先進的納米加工技術,以精確的方式對材料進行組合與構成。在硅襯底上,每次沉積一個原子層,以構建立式納米管陣列。再將納米管陣列從硅襯底轉移到薄而有彈性的聚合物上,就可制造出這種新材料。

實驗證明,通過改變不同的參數,如管與管之間的間距、材料的比例、材料的類型以及電子載體濃度,便可調整材料的吸收波段。

研究人員表示,該設計以納米粒子為基礎,具有一些令人振奮的特性,如可將其轉移到到任何類型的基板上,用于大窗戶的寬波段吸收等。納米材料通常只在厘米尺度上進行制造,新研究在大面積制造上邁出了一大步。由于這種新的吸光材料是寬波段吸收材料,可選擇性吸收光,也可對其吸收波段進行調節,因此可廣泛應用于隱身技術,如為軍事設備或人員提供各種偽裝等。而新吸光材料的全波段全角度特性,也可用于大幅提高太陽能電池的效率。

研究人員表示,該技術目前仍處于研發階段,他們將探索使用不同材料,不同幾何圖形,開發不同波長的光吸收材料,以提供更為廣泛的應用。

 
標簽: 吸光材料
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