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金纳米层涂层对纯铝表面连续波激光烧蚀的影响:结构与光学特性的评估
摘要: 本文介绍了利用连续波激光辐照在纯铝表面制备均匀大面积微/纳结构的方法。研究采用金纳米涂层作为约束层以控制熔融区域可能产生的流体动力学现象,并探究了激光诱导形貌与金涂层厚度的关联性。通过扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射掠入射测试以及紫外/可见/红外波段的光学吸收/反射光谱对样品进行表征。结果表明:使用输出功率130W的连续波CO?激光辐照后,可在铝表面形成平均尺寸50纳米至5微米的均匀结构。表面形貌的改变使紫外区特征吸收峰增强并在可见光区出现新吸收峰。此外,这些结构化表面在不同光谱区域展现出独特的反射特性,清晰显示出其作为选择性太阳能吸收剂的巨大潜力。研究数据显示该工艺制备的样品具有0.98的吸收系数、0.13的发射系数及7.53的ξ因子,证实该方法可作为制备选择性太阳能吸收剂的高效快速技术。
关键词: 纳米结构、铝、选择性太阳能吸收器、溅射、纳米层、连续波二氧化碳激光器、金、黑碳
更新于2025-09-23 15:22:29
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飞秒激光处理金属的光谱吸收控制及其在太阳能热装置中的应用
摘要: 直接飞秒(fs)激光加工是一种无需掩模的制造技术,能有效调控材料的光学、电学、力学及摩擦学特性,具有广泛的应用潜力。然而,由于难以精确控制表面特性,飞秒激光处理表面在实际器件中的应用仍面临挑战。先前关于飞秒激光加工表面形貌控制的研究多聚焦于提升周期性微结构的均匀性。本研究基于等离子体杂化模型,通过调控表面纳米结构形貌实现对光谱吸收的更精准控制。我们实验验证了对多种金属(铜Cu、铝Al、钢及钨W)的光谱调控能力,成功制备出宽带光吸收器与选择性太阳能吸收器(SSAs)。首次证明飞秒激光加工表面可作为高温选择性太阳能吸收器使用——钨基选择性太阳能吸收器(W-SSA)作为高温太阳能接收器展现出卓越性能。当集成于太阳能热电发电(TEG)装置时,相比常规本征选择性光吸收材料钨,W-SSA使太阳能热电转换效率提升130%。
关键词: 光谱光吸收、等离子体杂化模型、选择性太阳能吸收器、太阳能热电发电、宽带光吸收器、飞秒激光加工
更新于2025-09-19 17:13:59
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铜锡碲(Cu?SnTe?)纳米颗粒的沉积时间依赖性特性及其在太阳能吸收器中的应用
摘要: 我们报道了采用化学浴沉积(CBD)工艺生长铜锡碲化物纳米颗粒作为太阳能选择性吸收层的应用。XRD结果表明其相结构为立方晶系的Cu2SnTe3。随着沉积时间从20分钟延长至120分钟,纳米颗粒尺寸增大,吸光性能增强,对应的光学带隙分别为1.93、1.90、1.58和1.56电子伏特。此外,Cu2SnTe3纳米颗粒在零偏压下也表现出更高的电流特性(约6-8毫安)。
关键词: 选择性太阳能吸收器、纳米粒子、碲化铜锡、化学浴沉积
更新于2025-09-09 09:28:46