基于调制光谱碳纳米管膜实现的宽带太阳选择性吸热器（Dallenbach 结构）
光学
2025-11-14 v1 材料科学
摘要
光谱选择性吸热器在提高太阳热能收集效率的同时最小化热辐射损失方面至关重要。然而，传统材料的固有属性限制了基于干涉的吸热器制备具有所需光学性能的能力。本文采用一种 Dallenbach 结构介质-金属双层结构，利用厚度亚四分之一波长的单壁碳纳米管（SWCNT）膜（调制光谱后）作为吸热层制备了高性能太阳吸热器。通过混合多种 SWCNT 手性结构，可调制吸热层的光学响应，以逼近介质的理论复折射率谱，从而实现高太阳吸收率、低红外发射率以及低入射角依赖性。制备的原型 1 cm 吸热器表现出卓越的光谱选择性（太阳吸收率/红外发射率为 0.84/0.03），在无浓缩（2 倍浓缩）阳光下平衡温度分别约为 C（C），显著优于类黑体吸热器。该研究提出了一种高性能、结构简单且可通过混合不同手性的结构分离 SWCNT 实现介质所需光学性能的设计概念。
引用
@article{arxiv.2511.09938,
title = {Broadband Solar Selective Absorber with Dallenbach-type Bilayer Structure Achieved Using Carbon Nanotube Membranes with Tailored Optical Spectra},
author = {Hengkai Wu and Taishi Nishihara and Mioko Hizukuri and Takeshi Tanaka and Hiromichi Kataura and Yuhei Miyauchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.09938},
year = {2025}
}
备注
65 pages, 20 figures