钨丝巧变阳光捕获器
2012-07-27
共产党员(辽宁) 2012年6期
目前,人们可以利用太阳能电池直接把阳光转为电力;可以利用阳光加热水,再利用蒸气驱动涡轮,这些都是已经很成熟的技术。但近日,英国《新科学家》杂志网站在报道中指出,从理论上而言,我们还有第三种方法,也就是直接利用阳光的热能来发电。而且,美国科学家使用钨丝制造的设备就做到了这一点,其光电转化效率高达37%,性能优于目前最好的硅基太阳能电池。
美国麻省理工学院的科学家皮特·博莫尔和同事研制出了一种阳光捕获器,博莫尔提出的“阳光捕获器”是经过复杂方式处理过的一层纤薄的钨(它是一种耐热金属)。其面对太阳的表面满满覆盖着极其微小的凹洞,另一面则蚀刻成光子晶体结构且面朝特殊类型的由砷化铟镓制成的太阳能电池,光子晶体结构使得这一面能够有选择地散发出频率能够最大限度地被太阳能电池所接受的红外线辐射。而且,正反两面都能由制造计算机芯片的光刻法制造而成。正是这些直径仅为3/4微米、深为3微米,分开排列在一个4/5微米宽的网格中的凹洞发挥了捕获光线的作用。
为了将热变成电,光子晶体会将热导向太阳能电池内。光子晶体是一个蚀刻在钨丝表面的规则的几何图案,只要对这些图案进行很好地调谐,它可以强化特定频率的红外线,并抑制某些频率的红外线,尽量释放出能最有效地被砷化铟镓太阳能电池所捕获的红外线,以增强其吸收效率。