英国伦敦 – 2025年8月27日
太阳能效率的显著飞跃
罗切斯特大学的研究人员设计了一种新型太阳能热电发电机 (STEG)，其效率比目前最先进的设备高出15倍，这标志着可再生能源领域取得了重大进展。这项突破性进展的核心在于独特的“黑金属”技术和全新的热管理技术，有望彻底改变太阳能的利用方式。
与将光能转化为电能的传统太阳能电池板不同，STEG能够将包括太阳在内的任何来源的热量转化为电能。这项技术一直前景光明，但效率却非常低下。虽然传统太阳能电池板可以将约20%的阳光转化为电能，但大多数STEG的转化率不到1%。这项发表在《光：科学与应用》期刊上的新研究显著缩小了这一差距。
报告要点
* 效率提升15倍：新型太阳能热电发电机的功率提升了15倍，这是该技术朝着成为传统太阳能电池板可行替代方案迈出的重要一步。
* “黑金属”技术：这项突破性进展采用了一种特殊的“黑金属”，该金属是通过飞秒激光蚀刻纳米级结构到钨中而形成的，显著提高了材料吸收和捕获太阳热量的能力。
* 双面优化：研究人员专注于优化设备的“热”面和“冷”面，以最大限度地扩大温差，这是产生更多电力的关键。
* 微型温室效应：在黑色金属上覆盖一层简单的塑料盖，形成了一个“微型温室”，可以进一步捕获热量并提高设备的效率。
* 更广泛的应用：该技术可用于为无线传感器、可穿戴电子设备供电，并提供离网可再生能源。
由郭春雷教授领导的研究团队通过专注于器件的热性能而非中间的半导体材料，实现了效率的显著提升。这项创新基于三个关键策略：在器件热侧采用激光蚀刻的“黑色金属”，以吸收更多光线并锁住热量；在黑色金属上覆盖一层塑料盖，形成一个微型温室，最大限度地减少热量损失；以及在冷侧采用激光蚀刻的新型铝制散热器，以改善散热效果。
这种黑色金属是一种独特的材料，它采用飞秒激光的超短脉冲束轰击普通钨片而制成。这些脉冲在材料表面形成微小的纳米级结构，使材料呈现漆黑状态，并使其能够吸收几乎所有入射光并将其转化为热量。
这项新技术可能对未来的能源生产产生重大影响。传统的太阳能电池板仅限于转换光能，而这种新型热能发电 (STEG) 技术可以吸收来自各种来源的热量，为工业环境、发电和小型电子产品领域的新应用开辟了大门。
