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World File Search System热辐射
通过操纵耦合等离子体极化子几何结构实现优化的巨大近场热辐射
间隙距离≈50nm时石墨烯的电子密度达到极限。与SiO2等极性电介质材料相比，石墨烯可以在更宽的红外频率区域激发表面等离子体极化子（SPP），为辐射传热增强提供极好的通道。[1,21]精心控制石墨烯的几何形状还可以实现诸如超导体[22]、关联绝缘体[23]、原子级离子晶体管[24]、超薄海水淡化膜[25]等特殊材料。理论上，可以通过多层系统[26–28]通过多表面态耦合（如多个等离子体[29,30]或非互易石墨烯等离子体耦合）进一步增强NFTR。[31]在这里，制备多个石墨烯片的间隙桥接悬浮晶体将允许组织等离子体极化子模式。这些耦合的 SPP 为 NFTR 增强提供了一个非常好的通道，因为近乎完美的光子隧穿概率涵盖了很大范围的横向波矢。石墨烯片具有与线性狄拉克带中的费米能级相关的高度可调的耦合 SPP。调整费米能级可使片间等离子体极化子支持所需中远红外频率区域内的光子隧穿，从而实现优化的 NFTR 增强。然而，制备这种多层悬浮系统具有挑战性。许多支撑材料，如 SiO 2 、Si 或 hBN，会将这些表面模式限制在较小的横向波矢中，因为这些结构的折射率更高且损耗更大。在这里，我们研究了石墨烯/SU8/5 层异质结构 (Gr/SU8/5L)，因为 SU8 在中远红外频率区域内与真空在光学上相似（第 S6 部分，支持信息）。调整费米能级可以控制 k 空间中 SPP 的形状，从而控制 NFTR 增强。由于石墨烯 SPP 的强耦合，在两个 Gr/SU8/5L 异质结构之间，间隙距离约为 55 nm 时，与 BB 极限相比，增强了约 1129 倍。据我们所知，顶级相关研究显示，在类似的间隙距离下，增强了（相对于其相应的远场极限，远场极限小于 BB 极限），例如在 ≈ 50 nm 时增强了约 100 倍 [17]，在 ≈ 42 nm 时增强了约 84 倍 [18]，在 ≈ 50 nm 时增强了约 156 倍 [19]。因此，我们的 Gr/SU8/5L 异质结构在类似的间隙距离下实现了近一个数量级的改进。这种巨大的热传递可能会激发热光伏[32]、热管理[33]和新型通信系统[34]等领域的潜在应用。
形状记忆合金在太空卫星可展开被动式热辐射器中的应用
摘要。本研究介绍了一种多功能结构，用于空间工程应用，这是 ESA 资助的 TOPDESS 项目的一部分。该项目的主要目的是设计一种能够通过被动驱动展开的热控制装置。设计了一种组合装置，由脉动热管 (PHP) 可折叠热交换器和形状记忆合金 (SMA) 丝组成。SMA 丝的展开被认为是通过与热源的热接触和沿丝的传导来控制的。由于热源集中且丝受到对流的影响，因此沿丝会产生温度梯度。本文提出了一种能够预测 SMA 丝在空间温度梯度下的行为的一维模式。结果表明，只有当丝受到均匀的温度分布时，系统才能进行旋转角度大于 80 ◦ 的折叠和展开循环；在温度梯度的情况下，可实现的旋转角度约为 20 ◦ 。分析指出了该驱动系统的可行性，强调了关键的技术方面，为整个系统的未来发展奠定了基础。
太阳热辐射-光伏能量转换
1 eric.tervo@nrel.gov 我们提出了一种太阳能热能转换系统，该系统由太阳能吸收器、热辐射电池或负照明光电二极管和光伏电池组成。由于它是一个热机，因此该系统还可以与热存储配对，以提供可靠的发电。来自太阳能吸收器的热量驱动热辐射电池中的辐射复合电流，其发射光被光伏电池吸收以提供额外的光电流。基于详细平衡原理，我们计算出完全集中的阳光的极限太阳能转换效率为 85%，而一个太阳的极限转换效率为 45%，其中吸收器和单结电池的面积相等。理想和非理想太阳能热辐射光伏系统在低带隙和实际吸收器温度下的表现优于太阳能热光伏转换器。它们的性能增强源于对非辐射生成/复合的高耐受性以及将辐射热损失降至最低的能力。我们表明，与低光密度下的太阳能热光伏设备相比，具有所有主要损耗的实际设备可以实现高达 7.9%（绝对值）的太阳能转换效率提升。我们的结果表明，这些转换器可以作为低成本单轴跟踪系统的高效热机。关键词：太阳能、热存储、热辐射、热光伏