近日,我院陈艳副教授指导的2021级物理学专业本科生在超材料吸收器领域的研究取得新进展,相关成果以“Ultra-wideband solar absorber based on refractory metal titanium for high-performance photothermal conversion”为题,发表在中科院SCI二区期刊《Solar Energy》(影响因子为6.0)上。长江大学为第一单位,宋诗逸同学为第一作者,陈艳副教授为唯一通讯作者。
近年来,太阳能因其清洁和可再生的特性成为缓解能源短缺问题的重要解决方案。而有效地收集太阳能是在光伏和光热领域利用太阳能的关键。超材料作为一种人工复合材料,可通过改变其尺寸、形状以及排布规律,实现对特定入射电磁波的有效操控。超材料完美吸收器因在传感器、太阳能收集、海水淡化等领域展现出巨大的应用潜力而受到广泛关注。然而,目前所设计的吸收器很难在一个简单结构中,实现带宽能覆盖整个太阳光谱的优异性能。该课题组提出了一种基于难熔金属钛的超宽带太阳能吸收器,实现了从深紫外到中红外范围内的超宽带完美吸收。基于对电磁场分布特性的分析,吸收器的高性能归因于表面等离子体共振、导模共振、磁共振和腔共振的协同效应。此外,文中还详细分析了该吸收器在不同应用条件下的能量转换性能,研究发现其在不同温度和太阳能浓度下仍保持较高的光热转换效率,能广泛应用于海水淡化、太阳能蒸汽产生、光热治疗等领域。该工作对太阳能电池和热光电等实际应用具有重要的指导意义。
目前,该同学以第一作者、长江大学为第一单位在在国际期刊上发表SCI论文4篇。相关研究工作得到了湖北省自然科学基金青年项目、湖北省教育厅中青年人才项目等项目的支持。
论文链接1:https://doi.org/10.1016/j.solener.2024.113095.
论文链接2:https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.109992.
论文链接3:https://doi.org/10.1016/j.mtsust.2024.100877.
论文链接4:https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.108712.