کنترل جذب طیفی فلزات تحت لیزر فمتوثانیه و کاربرد آن در دستگاه های حرارتی خورشیدی

کنترل جذب طیفی فلزات تحت لیزر فمتوثانیه و کاربرد آن در دستگاه های حرارتی خورشیدی

خلاصه

پردازش مستقیم لیزر فمتوثانیه (fs) یک تکنیک ساخت بدون ماسک است که می تواند به طور موثری خصوصیات نوری ، الکتریکی ، مکانیکی و تریبولوژیکی مواد را برای طیف گسترده ای از کاربردهای بالقوه اصلاح کند. با این حال ، اجرای نهایی سطوح تحت لیزر با fs در دستگاه های واقعی همچنان چالش برانگیز است زیرا کنترل دقیق خواص سطح دشوار است. مطالعات قبلی در مورد کنترل مورفولوژیکی سطوح پردازش شده با لیزر fs بیشتر در افزایش یکنواختی ریزساختارهای دوره ای متمرکز بوده است.   در اینجا ، با استفاده از مدل هیبریداسیون پلاسمون ، ما مورفولوژی ساختارهای نانو سطح را کنترل می کنیم تا کنترل بیشتری بر جذب نور طیفی داشته باشیم. ما به طور تجربی کنترل طیفی انواع فلزات [مس (مس) ، آلومینیوم (آل) ، فولاد و تنگستن (W)] را نشان می دهیم ، در نتیجه باعث ایجاد جاذب های نور باند پهن و جاذب های خورشیدی انتخابی (SSA) می شوند. برای اولین بار ، ما نشان می دهیم که سطوح تولید شده توسط لیزر fs می توانند به عنوان SSA های با درجه حرارت بالا استفاده شوند. ما نشان می دهیم که یک جاذب خورشیدی انتخابی تنگستن (W-SSA) عملکرد بسیار خوبی را به عنوان یک گیرنده خورشیدی با دمای بالا نشان می دهد. هنگامی که در دستگاه تولید ترموالکتریک خورشیدی (TEG) ادغام می شود ، W-SSA در مقایسه با W تصفیه نشده ، که معمولاً به عنوان جاذب نور انتخابی ذاتی استفاده می شود ، 130٪ افزایش در کارایی TEG خورشیدی را فراهم می کند.