1.一种基于超材料热辐射器的热光伏发电系统,其特征在于,包括
超材料热辐射器,所述超材料热辐射器作为系统的发射器;
光伏电池,所述光伏电池作为系统的接收器;
所述发射器对光谱进行发射,所述接收器接收发射器发射出的光谱,所述光伏电池通过光电效应实现电能的输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于超材料热辐射器的热光伏发电系统,其特征在于,向所述超材料热辐射器上传导高温热源。
3.根据权利要求1所述的一种基于超材料热辐射器的热光伏发电系统,其特征在于,所述光伏电池底部设置有散热翅片。
4.一种基于超材料热辐射器的热光伏发电系统的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:采用超材料热辐射器作为高温辐射器,选取二氧化硅sio2作为发射器的基底,首先在基底上表面加工厚度为100纳米的钨w作为吸收层,随后在吸收层上加工400纳米的二氧化硅sio2作为中间层,最后在中间层上表面加工周期性排列的硅si纳米柱形微纳结构;其中超材料设置为一维多层膜结构或二维空腔结构;
步骤2:采用锑化镓光伏电池作为接收器光伏电池,选取掺有te的n型gasb晶片表面进行锌扩散形成pn结,扩散形成一个掺锌的p型gasb层,晶片背面的pn结通过化学腐蚀技术清除,然后晶片的背部镀上负电极,在晶片前端镀上正电极;
步骤3:在光伏电池底部设置散热翅片;
步骤4:获取基于超材料热辐射器的热光伏发电器件。
5.根据权利要求4所述的一种基于超材料热辐射器的热光伏发电系统的制备方法,其特征在于,所述步骤1包括如下步骤:
步骤1.1:选择平整的二氧化硅玻璃作为超材料热辐射器的基底,基底材料的厚度不小于1毫米;
步骤1.2:通过磁控溅射在基底上加工纳米钨层作为发射器的吸收层,选择加工厚度为100纳米;
步骤1.3:通过等离子体增强化学的气相沉积法在钨层表面加工厚度为400纳米的二氧化硅作为中间层;同样地,利用该方法在二氧化硅表面加工厚度为50纳米的无定形硅层;
步骤1.4:利用电子束光刻技术及反应离子束刻蚀法,对无定形硅层进行刻蚀加工,每个超表面结构单元包含两个大小各异的硅纳米柱。
6.根据权利要求4所述的一种基于超材料热辐射器的热光伏发电系统的制备方法,其特征在于,所述步骤2包括如下步骤:
步骤2.1:对gasb晶片进行清洗,利用二甲苯去油脂,接着用丙酮和甲醇漂洗,然后浸泡在盐酸溶液中去除表面氧化物,再用甲醇清洗后,最后用高纯氮气吹干;
步骤2.2:n型gasb晶片表面进行锌扩散形成pn结,形成一个掺锌的p型gasb层;
步骤2.3:gasb晶片扩散后,清除晶片周边和背面的pn结;
步骤2.4:通过扩散后,gasb掺入了适当的锌,首先加工相应电极形状的光刻掩膜版,利用涂胶光刻显影后利用真空蒸镀法将银镀在晶片的正、负极上。
7.根据权利要求4所述的一种基于超材料热辐射器的热光伏发电系统的制备方法,其特征在于,所述步骤3包括如下步骤:
步骤3.1:采用步骤1所述的超材料热辐射器作为热光伏系统的发射器,实现光谱的选择性发射;
步骤3.2:采用步骤2所述的锑化镓光伏电池作为热光伏系统的接收器光伏电池;
步骤3.3:光伏电池底部采用高性能散热翅片进行光伏电池的散热。
8.根据权利要求4所述的一种基于超材料热辐射器的热光伏发电系统的制备方法,其特征在于,所述步骤4包括如下步骤:
步骤4.1:采用不同的高温热源利用导热或辐射介质传导到超材料热辐射器;
步骤4.2:超材料热辐射器将热能通过光谱选择性发射到光伏电池表面,光伏电池通过光电效应实现电能的输出。