新型太阳能材料，光热转化率达90%

晓说

加州大学圣地亚哥分校多学科工程团队开发了一种基于纳米微粒的新材料，这种材料应用于收集太阳能的设备上可以将所吸收的超过90%的太阳光转化为热能。这种新材料也可以承受高达700℃的高温并且即使暴露在外面和潮湿环境下依旧可以使用很多年。他们的研究工作受到了美国能源部SunShot计划的资助，最近也在Nano Energy期刊上发表了两篇论文。

美国加州大学圣地亚分校雅各布斯工程学院航空航天机械工程系Sunggho Jin教授说：“我们想创造一种吸收太阳光并且不让太阳光损失的材料。我们希望出现太阳光的黑洞。”Jin、电子与计算机工程系的ZhaoWei Liu教授、机械工程系的RenKun Chen教授共同研发了这种具有硼化物纳米壳涂层的材料。

这种新颖的材料具有从10nm到10μm多尺寸颗粒所构成的“多尺度”表面。在高温下，这种多尺度结构可以捕获和吸收太阳光，进而提高材料的光能转化率。

一种最常见CSP(Concentrating Solar Power)系统设备使用了10万多个的反射镜，这种反射镜都喷有吸光的黑色涂料。该材料性能要满足最大限度的吸收太阳光线和以红外线从表面辐射的方式减少光的损失。

在过去的三年里，加州大学圣地亚哥分校的团队为此利用相关技术进行研发和设计了满足这些性能要求的新材料。为了进行热性能和机械性能测试，这种合成纳米壳的材料在Chen教授的实验室中放在金属基体喷漆。该材料的吸光性是在Liu教授的实验室中使用独特的光谱测定仪测定的。

为了除去退化的吸光材料，每年CSP厂都被迫关闭一次，并重新涂层，这样以来在更换涂层和固化过程中就不能发电。这就是美国能源部Sun Shot计划提出并支持加州大学圣地亚哥分校研究团队研发出长寿命材料的原因，要求这种材料除了有较高抗高温性能，还能提高能量转换效率。加州大学圣地亚哥分校研究团队的目标是延长材料的使用寿命，他们相信这项研究成果已经接近成功。