Ultra-Wideband High-Efficiency Solar Absorber and Thermal Emitter Based on Semiconductor InAs Microstructures
Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Since the use of chemical fuels is permanently damaging the environment, the need for new energy sources is urgent for mankind. Given that solar energy is a clean and sustainable energy source, this study investigates and proposes a six-layer composite ultra-wideband high-efficiency solar absorber with an annular microstructure. It achieves this by using a combination of the properties of metamaterials and the quantum confinement effects of semiconductor materials. The substrate is W–Ti–Al2O3, and the microstructure is an annular InAs-square InAs film–Ti film combination. We used Lumerical Solutions’ FDTD solution program to simulate the absorber and calculate the model’s absorption, field distribution, and thermal radiation efficiency (when it is used as a thermal emitter), and further explored the physical mechanism of the model’s ultra-broadband absorption. Our model has an average absorption of 95.80% in the 283–3615 nm band, 95.66% in the 280–4000 nm band, and a weighted average absorption efficiency of 95.78% under AM1.5 illumination. Meanwhile, the reflectance of the model in the 5586–20,000 nm band is all higher than 80%, with an average reflectance of 94.52%, which has a good thermal infrared suppression performance. It is 95.42% under thermal radiation at 1000 K. It has outstanding performance when employed as a thermal emitter as well. Additionally, simulation results show that the absorber has good polarization and incidence angle insensitivity. The model may be applied to photodetection, thermophotovoltaics, bio-detection, imaging, thermal ion emission, and solar water evaporation for water purification.
Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.
Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Ultra-Wideband High-Efficiency Solar Absorber and Thermal Emitter Based on Semiconductor InAs Microstructures
- Date Crossref
- 14/08/2023
- Éditeur
- MDPI AG
- Type
- journal-article
Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.
Où se fait cette recherche
-
Southwest University of Science and Technology Joint Laboratory for Extreme Conditions Matter Properties pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Joint Laboratory for Extreme Conditions Matter Properties pays non établi dans la noticeStructure de recherche
-
State Key Laboratory of Environmental-friendly Energy Materials pays non établi dans la noticeStructure de recherche
-
Zhejiang University of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Dalian University of Technology Leicester International Institute pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Jishou University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Hangzhou Dianzi University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Wuhan University of Science and Technology Key Laboratory of Metallurgical Equipment and Control Technology of Ministry of Education pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Changzhou University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Central South University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
College of Science Department of Applied Physics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
School of Chemistry and Chemical Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Joint Laboratory for Extreme Conditions Matter Properties — Southwest University of Science and Technology, Joint Laboratory for Extreme Conditions Matter Properties et State Key Laboratory of Environmental-friendly Energy Materials, avec 9 autres affiliations.
Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.