金纳米超球材料突破全太阳光谱吸收 推动太阳能电池效率提升
2026-01-30 11:39
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太阳能作为清洁能源的重要来源,其收集效率的提升一直是科研领域关注的重点。近期,韩国一所大学的研究团队开发出一种新型金纳米超球材料,能够有效吸收太阳光谱中绝大部分波长,为太阳能转换技术带来新突破。
传统光伏材料在吸收太阳光时存在局限性,往往只能捕获部分波长范围内的能量。金和银纳米颗粒虽然制造成本相对较低,但通常仅能吸收可见光波段,无法充分利用太阳辐射的全光谱能量。
该研究团队提出的“超球”结构,由金纳米颗粒自组装形成微小球体。科学家李在元、李承佑和柳京勋通过精确调控超球直径,优化了对不同波长太阳光的吸收能力。李承佑在声明中表示:“我们的等离子体超球为收集全太阳光谱提供了一条简单途径。这种涂层技术可能显著降低高效太阳能-热能和光热系统在实际应用中的门槛。”
研究过程中,团队首先通过计算机模拟优化超球设计,预测其性能表现。初步计算结果显示,这种金纳米超球材料对太阳光谱的吸收率有望超过90%。
为验证模拟结果,研究人员进行了实际测试。他们将含有超球结构的溶液涂覆在商用热电发电机表面,在常温条件下形成薄膜,无需特殊设备或洁净环境。使用LED太阳模拟器测试显示,涂覆超球材料的热电发电机平均太阳吸收率达到约89%,相比传统单金纳米颗粒薄膜45%的吸收率有显著提升。
这项关于金纳米超球材料的研究成果已发表在《ACS应用材料与界面》期刊。该技术为太阳能收集设备的效率提升提供了新思路,未来有望在光伏领域得到进一步应用。
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