碳纳米管与光子学打破太阳能转换理论极限

在他们的自然能量论文”增强光伏能源转换使用热基于光谱整形”，麻省理工学院研究人员证明了他们是如何通过宽带阳光转换为光伏电池在手准确地调窄波段热辐射提升传统光伏电池转换效率。

依靠垂直生长的碳纳米管 (Cnt) 的宽带吸收结合一维光子晶体的选择性发射极和搭配串联血浆

他们的研究还建立了由此产生的设备可以更有效地运作，同时降低光伏电池的热生成率的两个给定的输出功率密度的一个因素。

使用太阳能的 thermophotovoltaics，铅作者麻省理工学院博士生大卫尔曼看到收获路线可以帮助打破其能量转换理论极限的传统太阳能电池新能源。

而不是作为太阳能电池的热耗散无法使用太阳能，thermophotovoltaics 设备首先吸收所有的能量和热量通过中间组件 （在微热光电大会上见到的一维光子晶体超黑碳纳米管层）。港泉SMT

麻省理工学院的微热光电组件，显示超黑碳纳米管的一维光子晶体，覆盖 （绿色） 滤光片盖圆形层标准的太阳能电池。礼貌，麻省理工学院的研究人员。

达到高的温度 （在他们的实验 1000 摄氏度），这些添加的图层都要调整只能发出热辐射在最优波长的光为太阳能电池以最高效率运转。

相形之下，这些自定义设计的发射层与传统的太阳能电池，可能会让它可能从一个特定的面板，地区提供多一倍的功率预计尔曼，人可以增加一倍以上效率的理论极限。

一种实现可以使用常规的太阳能聚光系统，与透镜或反射镜聚焦太阳光，以保持高的温度。先进的光学滤波器会让通过所有所需波长的光对光伏单元格，同时反映了回任何不需要的波长。这些反映波长会然后被重新吸收，帮助保持光子晶体的热。

因为光子器件产生基于热，而不是光的排放，这种微热光电设备会受到短暂环境变化，如云经过太阳，作为研究者证明。

它甚至可以加一个储热系统，使太阳能发电在全天候的基础上使用。此外，由于该系统利用能量，否则会变成热量浪费了的方式，它可以减少可以破坏一些太阳能聚光系统的过热发电。

研究人员现在正在执行其小，实验室规模的试点单位，试图寻找新的方法，经济上制造这类系统的更大版本。固态太阳能热能量转换 (S3TEC) 中心，支持工作，由美国能源部的资助。

文章最初发表于 EE 时代欧洲。