研究目的
通过研究工作温度超过1000°C的发射器的光谱选择性和稳定性,来探究热光伏(TPV)系统的效率。
研究成果
研究表明,结合介电层的坚固TiAlN层对进一步提高有效功率密度至关重要。对这些多层堆叠进行高温处理后,介电层的变化极小,且TiAlN层中Ti原子周围化学环境的重排变化相对轻微,从而能够可靠预测并合理稳定光学特性。
研究不足
该研究未考虑某些计算中的角度依赖性。未来研究可能包括化学成分和光学性质随高温下大气系统性变化而改变的潜力,以及对组分稳定性的长期研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及基于多层纳米结构的新型选择性发射体的计算设计与实验验证。采用遗传算法筛选高性能结构。
2:样品选择与数据来源:
样品通过商用原子层沉积(ALD)系统采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术制备,使用多晶钨衬底进行PEALD工艺。
3:实验设备与材料清单:
设备包括Cary 5000光谱仪、Nicolet 6700光谱仪、D8 Discover A25(布鲁克)、TS1500(林克姆科学)及赛默飞世尔K-Alpha系统。材料包含TiAlN、Al2O3、HfO2及钨金属箔。
4:HfO2及钨金属箔。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:样品经不同温度与时间退火处理,并测量其反射光谱。热发射测量使用Nicolet 6700光谱仪完成。
5:数据分析方法:
采用传输矩阵法计算反射率、透射率与发射率,使用WPTherml软件包进行光学特性与品质因数计算。
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获取完整内容-
Cary 5000 spectrometer
Measuring room-temperature reflectance spectra
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Nicolet 6700 spectrometer
Measuring room-temperature reflectance spectra and collecting thermal emission spectra
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D8 Discover A25
Bruker
Collecting X-ray diffraction spectra
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TS1500
Linkam Scientific
Heating stage for thermal emission measurement
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Thermo Scientific K-Alpha system
Thermo Scientific
Collecting depth profiling and XPS measurements
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