納米光子學(xué)與熱電技術(shù)融合,讓太陽(yáng)能采集更高效

巫盼 8年前 (2017-07-01)

加州理工學(xué)院(CIT)的工程師開(kāi)發(fā)了一種光探測(cè)器,該探測(cè)器包含納米光子學(xué)操作技術(shù)和熱電技術(shù)。

我們都知道,熱電技術(shù)是直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行發(fā)電,現(xiàn)在的新型汽車空調(diào)系統(tǒng)、變頻控制系統(tǒng)等領(lǐng)域都采用了此項(xiàng)技術(shù);而納米光子學(xué)在生物醫(yī)學(xué)、通信、成像等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。

納米光子學(xué)與熱電技術(shù)融合,成高效太陽(yáng)能采集技術(shù)

據(jù)悉,近日加州理工學(xué)院(CIT)工程與應(yīng)用科學(xué)系的研究人員研制出來(lái)一種新型的探測(cè)器,融合了熱電技術(shù)和納米光子學(xué)技術(shù)。這種新型的探測(cè)器,運(yùn)行速度比當(dāng)前已存在的熱電裝置快10到100倍,而且比傳統(tǒng)的光檢測(cè)器檢測(cè)到更廣的電磁光譜。

研究團(tuán)隊(duì)采用含有特殊元素、冷卻的霧表面上的原子薄層材料,并用電子束切割該材料,制造出不同亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)不同亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)吸收特定波長(zhǎng)的光子時(shí),會(huì)產(chǎn)生共振并生成相應(yīng)強(qiáng)度大小的電流信號(hào)。

人工光合作用聯(lián)合中心(JCAP)主任哈里·阿特沃特(Harry Atwater)說(shuō):“在納米光子學(xué)中,光與相比光的波長(zhǎng)小得多的波(又稱亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu))會(huì)產(chǎn)生相互作用,而這種相互作用會(huì)導(dǎo)致光子運(yùn)動(dòng)極度受限。研究中,我們將這個(gè)屬性與熱電的功率轉(zhuǎn)換特性結(jié)合起來(lái),從而研制出新的設(shè)備。”

由于新的探測(cè)器能夠捕獲常規(guī)太陽(yáng)能材料無(wú)法收集到的紅外波長(zhǎng),因此該技術(shù)可以用于生產(chǎn)出性能更好的太陽(yáng)能電池和成像設(shè)備。

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