[發(fā)明專利]一種用于熱光電池的光子晶體過(guò)濾器及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611094269.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106772740A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳熙萌;邵劍雄;韓承志;周春林;金屹磊;吳世通;黃偉;羅偉;劉靖雷;李斐;劉凌;趙一;楊愛(ài)香
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B5/20
• 分類號(hào): G02B5/20;G02B1/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11385
• 代理人: 董芙蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于熱光電池的光子晶體過(guò)濾器及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

伴隨光電技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸將目光轉(zhuǎn)向利用工業(yè)余熱、同位素發(fā)熱等針對(duì)800℃到2000℃熱源發(fā)出的光進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)上，這些光源溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于太陽(yáng)光源6000K的溫度，其光譜也偏向紅外，為了更加有效的利用光子晶體波段的光譜進(jìn)行發(fā)電，本發(fā)明提出一種光子晶體過(guò)濾器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于熱光電池的光子晶體過(guò)濾器及其應(yīng)用，可以將對(duì)應(yīng)紅光電池片的有效發(fā)電光譜進(jìn)行選擇性透過(guò)，對(duì)其他波段的光譜進(jìn)行回收和重復(fù)利用。本文以針對(duì)500nm-1900nm光譜篩選案例為代表進(jìn)行闡述，其結(jié)構(gòu)方法可以用來(lái)調(diào)整篩選任意光波段。

其技術(shù)方案如下：

一種用于熱光電池的光子晶體過(guò)濾器，包括襯底1和二維光導(dǎo)天線2組成，所述二維光導(dǎo)天線2包括極薄金屬片3，在極薄金屬片3上設(shè)有微型孔結(jié)構(gòu)4。

進(jìn)一步，所述襯底1為二氧化硅玻璃片。

進(jìn)一步，所述襯底1的尺寸為長(zhǎng)*寬*高：1.65cm*1.2cm*0.1cm。

進(jìn)一步，所述極薄金屬片3的材質(zhì)為金、鉭、稀土氧化物等。

進(jìn)一步，所述極薄金屬片3的厚度為300nm。

進(jìn)一步，所述微型孔結(jié)構(gòu)4的形狀為十字型、一字型、多邊形等。

再進(jìn)一步，所述其十字型的微型孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為500nm，寬度為100nm。

本發(fā)明所述用于熱光電池的光子晶體過(guò)濾器在熱光電池制備過(guò)程中的應(yīng)用。熱體光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)光子晶體過(guò)濾器篩選過(guò)濾，將電池需要的波段透過(guò)，不需要的波段反射回收重新利用。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的用于熱光電池的光子晶體過(guò)濾器將有效發(fā)電的光譜進(jìn)行選擇性透過(guò)，對(duì)其他波段的光譜進(jìn)行回收和重復(fù)利用。該濾波器對(duì)500nm-1900nm的光具有較高的通過(guò)性，其峰值可達(dá)60％，1900nm后減小，2500nm后可低于5％，有效減輕了無(wú)用光對(duì)后端光電池的加熱作用，使得熱光電池TPV整體效率得以明顯提高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明用于熱光電池的光子晶體過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為二維光導(dǎo)天線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明用于熱光電池的光子晶體過(guò)濾器具體應(yīng)用的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。

參照?qǐng)D1和圖2，一種用于熱光電池的光子晶體過(guò)濾器，包括襯底1和二維光導(dǎo)天線2組成，所述二維光導(dǎo)天線2包括極薄金屬片3，在極薄金屬片3上設(shè)有微型孔結(jié)構(gòu)4。

進(jìn)一步，所述襯底1為二氧化硅玻璃片。

進(jìn)一步，所述襯底1的尺寸為長(zhǎng)*寬*高：1.65cm*1.2cm*0.1cm。

進(jìn)一步，所述極薄金屬片3的材質(zhì)為金、鉭、稀土氧化物等。

進(jìn)一步，所述極薄金屬片3的厚度為300nm。

進(jìn)一步，所述微型孔結(jié)構(gòu)4的形狀為十字型、一字型、多邊形等。

再進(jìn)一步，所述其十字型的微型孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為500nm，寬度為100nm。

如圖3所示，本發(fā)明所述用于熱光電池的光子晶體過(guò)濾器在熱光電池制備過(guò)程中的應(yīng)用。熱體光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)光子晶體過(guò)濾器篩選過(guò)濾，將電池需要的波段透過(guò)，不需要的波段反射回收重新利用。

本發(fā)明的用于熱光電池的光子晶體過(guò)濾器可以通過(guò)聚焦電子束或激光刻蝕加工獲得，改變微型孔結(jié)構(gòu)4的十字孔的結(jié)構(gòu)的形狀、大小和尺寸，可以完成對(duì)不同波段光譜的調(diào)控。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見(jiàn)地得到的技術(shù)方案的簡(jiǎn)單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。