新型太陽能熱電發電機效率大幅提升

　　據美國《每日科學》網站25日報道，美國羅切斯特大學科學家借助黑色金屬技術，研制出一款新型太陽能熱電發電機（STEG），其轉換效率較早期版本提高了15倍。該設備可用于為物聯網無線傳感器、可穿戴設備供電，或作為農村地區的離網可再生能源系統。相關研究成果已發表于最新一期《光：科學與應用》雜志。

　　STEG被科學界視為極具潛力的太陽能發電方式，不僅能利用陽光，還可吸收多種熱能，將其轉化為電力。其基本結構包括熱側、冷側及中間的半導體材料，兩側之間的溫差通過塞貝克效應產生電力。

　　然而，現有STEG存在顯著的效率瓶頸，制約了其作為實用能源的廣泛應用。目前大多數STEG的光能轉化率不足1%，而住宅太陽能電池板系統的轉化率可達20%左右。在最新研究中，研究團隊通過獨特的光譜工程與熱管理方法，研制出新型STEG設備。

　　新型高效STEG集成了三大創新策略：熱側采用自研的黑色金屬技術，使普通鎢金屬能選擇性吸收太陽光波長；飛秒激光脈沖在金屬表面蝕刻納米級結構，既增強了設備對太陽光能量的吸收，又減少了熱輻射損失，在冷側利用飛秒激光處理普通鋁材，制造具有微結構的散熱器，通過輻射與對流大幅提升散熱效率，使鋁散熱器的冷卻性能提高一倍；在熱側以塑料片覆蓋黑色金屬形成“迷你溫室”，有效減少對流和導熱，提升了熱側的溫度。

　　研究團隊表示，過去幾十年，學界主要致力于改進STEG中的半導體材料，雖在整體效率上有所提升，但進展有限。而這次新研究通過增強熱側的吸熱與保溫能力，優化冷側的散熱性能，實現了效率的顯著突破。此外，簡單的演示證明，該STEG可為有機發光二極管供電，且效率遠高于現有方法。