[实用新型]一种腔式光子晶体选择性吸收辐射器

说明书

本实用新型公开了一种腔式光子晶体选择性吸收辐射器，吸收辐射器为具有进光口的腔体结构，所述进光口直径小于所述腔体结构的内径。本实用新型通过将吸收器设置成腔体结构，由于进光口相对较小，进入腔体内的光从进光口透射出去的比例大幅减小，有效提高了吸收器对光的吸收率。

技术领域

本实用新型涉及热辐射技术领域，特别涉及一种腔式光子晶体选择性吸收辐射器。

背景技术

随着经济社会的快速发展，能源需求日益增大，石油、天然气和煤炭等化石能源的消耗与日俱增，不仅面临着能源危机，碳排放问题也日益凸显。我国高度重视能源利用和环境保护工作，坚决落实节能减排战略任务，在国务院印发的《“十三五”节能减排综合工作方案》中明确提出，开展重点用能单位“百千万”行动，即国家、省、地市分别对“百家”、“千家”和“万家”重点用能单位进行目标责任评价考核。因此，发展新能源高效利用和节能环保技术刻不容缓。

太阳能热光伏(SolarThermophotovoltaic,简称STPV)系统是前沿热电转换技术，可以直接将高温热辐射转化为电能。STPV系统通常由聚光器、吸收器、辐射器和热光伏电池组成，其基本原理为：聚光器汇聚太阳光(光能)供给吸收器，吸收器吸收聚光后的太阳光升温加热辐射器发出红外热辐射，红外热辐射由热光伏电池进行光电转化，形成电能。STPV系统无运动部件，理论转化效率高，可高效利用太阳能，在商业、军事和民用等领域拥有巨大的应用潜力。

尽管STPV系统的最高理论转化效率在50％以上，但目前报道的最高转化效率低于10％。现有STPV系统存在以下缺陷：太阳光在STPV系统中经历聚光-吸光-导热-辐射-光电转化过程，吸收器吸收太阳光过程中存在反射损失，无法完全吸收太阳光。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种腔式光子晶体选择性吸收辐射器，可有效降低吸收器的光反射损失，提升吸收器的光吸收率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种腔式光子晶体选择性吸收辐射器，吸收辐射器为具有进光口的腔体结构，所述进光口的内径小于所述腔体结构的内径。

优选的，所述腔体结构为球形或椭圆形。

进一步地，所述进光口处设置有筛选太阳光波段的选择性透射膜，所述选择性透射膜由硅层和二氧化硅层交替层叠形成。

进一步地，所述硅层的厚度为100-300nm，所述二氧化硅层的厚度为200-800nm，所述选择性透射膜的周期为3。

进一步地，所述腔体中心区域设置有均匀分散入射光的光分散装置。

优选的，所述光分散装置为毛玻璃。

进一步地，所述腔体结构由基体材料制成，所述基体材料为碳化硅陶瓷材料。

进一步地，所述腔体结构内表面沉积有硫酸钡涂层形成的内壁涂层，所述内壁涂层厚度为100-300μm。

进一步地，所述腔体结构外表面沉积有钨层和二氧化铪层交替层叠形成的光子晶体层。

进一步地，所述钨层厚度为10-30nm，所述二氧化铪层厚度为60-120nm，所述光子晶体层的周期为3。

与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优点和有益效果：

1、将吸收辐射器设置成的腔体结构，大幅降低了吸收器吸收太阳光后的反射损失，有效提升了吸收辐射器的太阳光吸收率；

2、在腔体进光口设置选择性透射膜，一方面，可有效筛选红外光和可见光进入腔体，提高入射光质量；另一方面，可有效阻挡吸收辐射器腔体内的红外辐射，降低腔体内的热辐射损失；