氮化钛与二氧化钛光栅型超宽带太阳能吸收器设计

"基于氮化钛和二氧化钛的超宽带太阳能吸收器" 本文介绍了一种创新的太阳能吸收器设计，该吸收器采用了氮化钛(TiN)和二氧化钛(TiO2)这两种耐火材料作为基础，构建了光栅型结构，旨在实现超宽带的太阳光吸收。研究者运用有限元方法(FEM)对这种吸收器的光学特性进行了深入研究，并探讨了结构参数、工作波长以及入射角对其吸收性能的影响。 首先，作者指出，通过精确地调整吸收器的结构参数，可以有效地调控其吸收特性。这意味着设计者可以根据需求定制吸收器，以适应不同的应用场景。在特定的波长范围（500纳米至2000纳米）内，即使入射角度变化到0°到75°，该吸收器仍能保持80%以上的吸收效率。这一特性对于太阳能转换至关重要，因为太阳光在地球大气层中的传播角度是变化的。 其次，文章强调了吸收器单元结构的顶层采用半球形设计，这一设计显著提高了吸收器的平均吸收率。半球形结构有利于光线的多角度入射，从而增加了光与吸收材料的接触面积，提升了吸收效率。 最后，由于这种超宽带吸收器在可见光和近红外波段都表现出高效的吸收能力，因此它在热光伏应用中具有巨大的潜力。热光伏技术是将太阳光的热能直接转化为电能的一种方式，而高效的吸收器是这一技术的关键组成部分。 这项研究提供了一种新的太阳能吸收器设计方案，其超宽带吸收特性以及对结构参数的可控性，为优化太阳能转换系统和提升能源收集效率提供了新的可能。同时，该设计的半球形结构和对不同入射角度的适应性，展示了其在实际应用中的优越性。这不仅对于推动太阳能利用技术的发展，而且对于环境可持续性和清洁能源领域的进步都具有重要意义。