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超薄层中零阶模式的放大
摘要: 超薄极限状态的特征是结构至少在一个维度上显著小于入射光波长。该状态下的吸收表现为极弱吸收或由零阶法布里-珀罗模式引起的宽峰。我们证明在金基底上25纳米厚的砷化镓薄片中,该模式可实现14.5%的极限效率;而空气中的砷化镓在10纳米厚度时仅能达到5%。这种共振吸收的增强效应归因于基底的高损耗特性。当损耗极高时,零阶模式会从过阻尼状态转变为欠阻尼状态。
关键词: 吸收,太阳能电池,光学涂层,准正态模,光学
更新于2025-09-23 15:23:52
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沉积压力、氮含量和衬底温度对太阳能热应用中纳米复合Al-Si-N硬质涂层光学与力学性能的影响
摘要: 采用直流磁控溅射法在不同工艺参数下沉积了硬质且光学透明的Al-Si-N纳米复合薄膜。这些参数对影响薄膜力学和光学性能的薄膜特性具有显著作用。氮含量或压力、沉积压力及基片温度会强烈影响相形成过程,进而控制涂层的硬度和光学透明度。硬度测量值介于18至30吉帕之间。通过改变沉积过程中腔室内的氮压,可将带隙调节在3.8-4.2电子伏特范围内。根据溅射条件不同,薄膜在紫外和可见光区域显示出(0-80)%的透光率。
关键词: 机械性能、光学涂层、纳米复合硬质涂层
更新于2025-09-23 15:21:21
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高温选择性发射极设计与材料:用于热光伏的氮化钛铝合金
摘要: 热光伏(TPV)系统的效率关键取决于发射体的光谱选择性与稳定性,该发射体在超过1000°C的高温下可能运行最有效。我们通过计算设计并实验验证了一种基于多层纳米结构的新型选择性发射体设计,该设计对非正入射发射角具有强鲁棒性。通过对简单发射体设计的材料与温度兼容性空间进行计算搜索,我们发现了新材料类别,并确定了数种有前景的多层纳米结构设计方案,适用于TPV吸收体和发射体应用。其中一种结构由薄型(<100 nm)可调谐TixAl1?xN(TiAlN)吸收体与难熔氧化物布拉格反射器组成,该结构生长在钨金属箔上。与模拟结果一致,该发射体在至少1小时高温(>800°C)运行条件下,实现了创纪录的光谱效率(43.4%)和功率密度(3.6 W/cm2)。
关键词: 太阳能热光伏技术、氮化钛铝、选择性发射极、光学涂层、原子层沉积
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过加热液相渗透自组装嵌段共聚物薄膜实现增强型杂化与纳米图案化
摘要: 通过将无机材料以气相或液相渗透(VPI或LPI)方式引入有机模板,可便捷制备出具有可调材料特性的有机-无机杂化材料,其最终性能由所渗透无机物的种类和数量控制。虽然液相渗透法能提供更丰富的可渗透元素选择,但其渗透量通常小于气相渗透法,而针对这一问题的解决方案鲜有报道。本研究展示了一种简便的温度增强型液相渗透方法,可有效控制并显著提升铂在自组装聚苯乙烯-b-聚(2-乙烯基吡啶)(PS-b-P2VP)嵌段共聚物(BCP)薄膜中的渗透量与动力学过程。通过在温和升温条件(40-80°C)下实施液相渗透,我们实现了杂化BCP薄膜光学功能的可控调节,并构建出具有导电性的三维(3D)无机纳米结构。结构分析表明,在更高渗透温度下BCP基质中的金属负载量显著增加,暗示每个P2VP单体单元可容纳多个金属离子渗透。结合温度增强型液相渗透与分级多层BCP自组装技术,我们制备出兼具可调抗反射特性与可扩展导电3D铂纳米网结构的BCP-金属杂化光学涂层。温度增强型液相渗透技术通过提升材料渗透量与可控性,不仅实现了有机-无机杂化纳米结构及性能的可调谐调控,更拓展了BCP在构建独特功能性无机纳米结构领域的应用前景。
关键词: 自组装嵌段共聚物、混合薄膜、光学涂层、铂纳米网、液相渗透
更新于2025-09-11 14:15:04