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为什么环境灰尘会影响太阳能采集
摘要： 为尽量减少灰尘对太阳能采集相关光学表面的影响，需要降低能量采集装置活性表面与灰尘颗粒之间的附着力。由此可减小灰尘颗粒的钉扎力，通过产生自清洁效应去除灰尘颗粒。活性表面的润湿状态对减小钉扎力至关重要。在此情况下，疏水表面仍有利于降低表面灰尘附着。本文阐述了环境灰尘颗粒的特性及其在潮湿空气环境中的影响，探讨了表面除尘方法及灰尘颗粒导致的光学透过率下降问题，同时介绍了实现疏水性和光学透过率的表面织构化所面临的挑战与未来方向。
关键词： 环境粉尘、太阳能收集、光学透射率
更新于2025-09-23 15:23:52
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采用具有热局域化功能的碳纳米管膜蒸馏装置增强太阳能蒸汽生成
摘要： 通过膜界面太阳能加热实现高效太阳能蒸汽生成是缓解淡水资源短缺的一种有前景的方法。本工作开发了一种膜蒸馏装置（MDD），该装置由作为太阳能吸收层的碳纳米管（CNT）膜、作为水传输管道的定性滤纸以及作为热绝缘体的气凝胶毯组成，以实现高效的太阳能收集和热量局域化，从而增强水的蒸发。结果表明，在1 kW m?2的光强下，MDD实现了高达84.6%的热转换效率，并在10次循环测试中表现出优异的循环稳定性。因此，这种自组装且可重复使用的MDD是海水淡化的一个有前景的候选方案。
关键词： 热局域化、太阳能蒸汽生成、太阳能收集、碳纳米管
更新于2025-09-23 15:22:29
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具有高分数带宽的太阳能收集完美超材料吸收器
摘要： 一项具有高分数带宽（FBW）的新型完美超材料吸收器（PMA）被研究并验证用于太阳能收集。基于完美超材料的太阳能电池通过增强入射到器件上的太阳电磁波，为提高系统效率提供了可能。所设计的结构主要针对可见光频段，以高效利用太阳能。通过参数研究对设计结构的测量值进行分析，从而表征该吸收器。采用基于有限时域差分（FDTD）方法的CST仿真器进行图案参数设置和吸光度分析。该超材料在523.84 THz和674.12 THz谐振频率下分别实现了近99.96%和99.60%的完美吸收。此外，研究了吸收的FBW，发现其值为39.22%。结果表明，所设计的PMA能在横电（TE）和横磁（TM）两种模式下达到极高的吸收峰值。数值结果还表明，该结构配置对偏振角不敏感。此外，该结构吸光度的变化为这些频段提供了一种新型传感器应用。因此，所提出的超材料吸收器在可见光频段具有完美吸收特性，可用于可再生太阳能收集应用。
关键词： 太阳能收集、偏振角不敏感、完美超材料吸收器、可见光频率范围、高分数带宽
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于BiVO4的高效太阳能水分解光催化剂设计研究新进展
摘要： 光催化和光电催化均被视为解决能源与环境危机的有前景途径。特别是光(电)化学（PEC）水分解因其能以最小碳足迹将太阳能转化为化学能、生产高能量密度燃料而受到广泛研究。近年来，钒酸铋（BiVO4）因其可见光活性、有利的导带和价带边缘位置以及低成本的简易合成路线备受关注。然而，BiVO4仍存在载流子分离效率低和表面析氧动力学缓慢的缺陷。为克服这些弱点，研究者提出了多种改性策略——包括纳米结构形貌调控、元素掺杂、异质结构建（尤其是Z型结构）、等离子体增强和表面钝化等——以提升其PEC活性。本简评总结了BiVO4基光催化剂与光阴极设计的最新进展，展示迄今性能最优的BiVO4基光电电极结构，并探讨了促成这些卓越性能的关键参数。
关键词： 太阳能收集，BiVO4，光催化剂，光电化学水分解
更新于2025-09-22 20:09:59
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一种基于纸张的生物太阳能电池
摘要： 一种融合纸基流体学与纸基电子学的集成系统近期成为一次性即时检测（POC）诊断应用中简单、单次使用且低成本的新范式。独立自持的纸质系统对资源受限环境中的有效救命治疗至关重要。因此，实际应用的纸质POC系统需要真实可靠的电源——其诊断性能和便携性很大程度上取决于电力供应。在众多纸质电池与储能装置中，纸质微生物燃料电池备受关注，因为细菌能从这些艰苦地区易获取的各类有机物中获取电能。但该技术尚未转化为实用电源，因其供电时长过短，无法支撑系统较长时间运行。本研究首次展示了一种以光合细菌为生物催化剂的简易长效纸质生物太阳能电池：通过细菌光合作用与呼吸作用持续自持地将光能转化为电能供电?；诙嗫赘叩嫉缂氪葱鹿烫跫闹街驶咨锾裟艿绯兀渥畲蟮缌髅芏却?5 μA/cm2、功率密度达10.7 μW/cm2，显著优于传统微尺寸生物太阳能电池。此外，三维纸质堆叠腔室中的光合细菌能稳定供电超5小时，而二维纸质异养培养物产生的电流数分钟内即急剧衰减。
关键词： 光合细菌、微生物燃料电池、纸质即时诊断设备、太阳能收集、纸质生物太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04