新奇納米超材料助推太陽能電池革命

研究人員謝爾蓋·克魯克和材料結構示意圖。

　　據澳大利亞國立大學（ANU）網站消息，該校和美國加州大學伯克利分校合作，開發出一種屬性奇特的納米超材料，該材料被加熱時能以不同尋常的方式發光。這一成果有望推動太陽能電池產業的革命，帶來能把輻射熱轉化成電能的熱光伏電池，在黑暗中收集熱量來發電。

　　ANU物理與工程研究院的謝爾蓋·克魯克說，新的超材料克服了一些技術障礙，有助打開熱光伏電池的潛能，預計能使熱光伏電池的效率超過傳統太陽能電池的兩倍。

　　熱光伏電池產生電流不需要陽光直接照射，而是從周圍環境中收集紅外輻射形式的熱。它們能回收利用發動機輻射的熱，或與燃燒機結合按需發電。新型超材料有著納米級的微結構，由黃金和氟化鎂組成，能向特定方向發出輻射，還能改變形狀發出特殊的光，而常規材料只能以全方位、廣泛紅外光波的形式發熱。因此用這種材料制作匹配熱光伏電池的發射器極為理想。

　　該材料的非凡表現來自其新奇的物理屬性，它的磁性呈雙曲線形分布，表示電磁輻射以不同方向傳播。天然材料如玻璃或水晶，輻射形狀是簡單的球形或橢球形，而超材料的輻射形式截然不同，這是由于材料與光磁元件之間有著極強的相互作用。

　　克魯克預測新材料會有這些令人驚奇的性質，他的團隊與擅長制造這類材料的加州大學伯克利分校合作，利用前沿技術造出了這種材料，構成材料的基本單位還不到人頭發截面的12000分之一。研究人員說，如果發射器和接收器的間距能達到納米級，用這種超材料為基礎造出的熱光伏電池的效率還能進一步提高。在這種構造中，輻射熱在二者之間傳遞的效率比傳統材料要高10倍。

　　相關論文發表在最近的《自然·通訊》雜志上。