北京
測試顯示超球體涂層的太陽能吸收率較傳統金納米顆粒薄膜提升近兩倍。
盡管太陽產生的能量遠超地球所需，但現有的太陽能采集技術仍存在局限，未能充分捕獲可利用的日光。如今，一支科學家團隊正致力于通過創新技術提升人類采集太陽能的能力。
來自韓國大學的研究團隊宣稱，他們發現了一種能吸收太陽光譜中幾乎所有波長的新材料。關鍵在于，他們研發的金納米球體（命名為"超球體"）能夠吸收傳統光伏材料無法捕獲的某些波長。
全光譜太陽能的采集
實驗中，科學家在現成的商用電力轉換器表面涂覆了一層超球體材料。通過模擬太陽光照，他們證明該材料的太陽能吸收率較傳統材料提升近兩倍。
該團隊是眾多研究全光譜吸光材料的團隊之一。材料吸收的光譜范圍越寬，其太陽能采集能力就越強。金、銀納米顆粒因制備簡便且成本較低而具有巨大潛力，但現有納米顆粒僅能吸收可見光波長，這意味著它們只能覆蓋全太陽光譜的一小部分。
為拓寬納米顆粒的吸收波長范圍，研究團隊提出采用自組裝金超球體——即聚集形成微型球體的金納米顆粒。科學家李在元、李承佑和柳慶勛通過調整超球體直徑，最大化了對太陽光波長的吸收。
李承佑在新聞聲明中解釋："我們的等離子體超球體為實現全光譜太陽能采集提供了簡潔途徑。這項涂層技術最終將大幅降低高效太陽能-熱能與光熱系統在實際能源應用中的門檻。"
超球體性能驗證
為測定超球體效率，團隊采用計算機模擬優化單球體設計并預測整體性能。初步結果顯示超球體對太陽光波長的吸收率應超過90%。
為驗證該結果，他們進行了實體測試：將含超球體結構的溶液干燥后，在商用熱電發電機表面形成涂層。值得注意的是，該金超球體薄膜可在常溫常壓下制備，無需潔凈室或極端溫度設備。
團隊使用LED太陽模擬器測試涂層后的熱電發電機，測得平均太陽能吸收率約達89%。據科學家介紹，這比使用傳統單顆粒金納米薄膜的熱電發電機（吸收率45%）提升了近兩倍。
該研究成果已發表于《ACS應用材料與界面》期刊。
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