金属表面微纳结构提高太阳能温差发电功率的研究

【摘要】：金属是热的良导体,但是由于其对太阳光的高反射而使其在热电器件上的应用倍受限制,利用飞秒在金属表面制备微纳米功能结构,从而使其具有对太阳光的高吸收特性,这样可以有效拓展金属的应用。并且,飞秒激光等离子体细丝微加工技术因其远距离、可直接加工曲面样品等特点也成为了研究的热点。 本论文分别利用强聚焦飞秒激光脉冲和飞秒激光等离子体细丝在金属铝表面进行宽光谱高吸收功能微纳米结构的制备研究。成功制备了两种典型的微纳米复合结构——光栅沟槽结构和微米柱形结构。通过实验参数的控制,实现了两种不同结构不同特征尺寸的控制。进一步通过太阳能模拟测试系统完成了对覆盖不同类型结构的金属铝箔的太阳能热电发电功率的测试。通过测试结果我们发现,两种制备方法制备的各种尺寸形貌的微结构均能有效提高太阳能热电发电功率,提高倍数3-19倍。借助表面形貌观测、反射率测量、表面温度观测等方式对表面微纳结构增强太阳能温差发电器发电功率机理进行了分析和解释。 【关键词】：飞秒激光 飞秒激光等离子体丝 微纳米结构 太阳能热电发电 太阳能
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O437
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 绪论7-21
• 1.1 太阳能利用以及发展7-10
• 1.2 温差发电技术概述10-14
• 1.3 飞秒激光制备微纳米材料的研究进展14-18
• 1.4 飞秒激光成丝与物质相互作用的发展与应用18-21
• 第二章 金属表面微纳米结构的制备和研究21-29
• 2.1 实验装置及方法21-22
• 2.2 飞秒激光制备光栅沟槽微结构黑色铝样品22-25
• 2.3 飞秒激光等离子体细丝制备柱形微结构黑色铝样品25-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第三章 太阳能温差发电的测量与讨论29-39
• 3.1 实验装置及方法介绍29-31
• 3.2 飞秒激光制备黑金属用于太阳能温差发电片31-35
• 3.3 等离子体细丝制备黑金属用于太阳能温差发电片35-37
• 3.4 发电功率增强的分析与讨论37
• 3.5 本章小结37-39
• 总结39-40
• 展望40-41
• 致谢41-42
• 参考文献42-43

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