近全光谱吸收！韩国研究团队研发出太阳能电浆超球体，吸收率突破90%

根据New Atlas报道，韩国首尔KU-KIST融合科学与技术研究所研究团队开发出了一种可大幅提升太阳热能吸收效率的新材料——“电浆胶体超球体（plasmonic colloidal supraballs）”，能在热能型装置中吸收近乎完整的可用太阳光谱，并且吸收率约90%。相关研究成果发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》。

太阳辐射分为哪几种？

太阳光主要分为紫外线、红外线，以及可见光。不过穿过大气层的太阳辐射已少上许多，在地球的太阳能辐射主要占比紫外线（约3–5%）、可见光（40–45%）与红外线（50–55%）组成。

目前，主流太阳能电池技术主要将可见光与部分近红外线转换为电力，其余波段能量多未被充分利用，相当于浪费了这低碳又随手可见的洁净能源，相当可惜。

当然，有一些解决方案，如智利知名聚光式太阳能。该系统通过镜面搜集更广波段光能，但设备规模庞大，且吸收材料本身仍无法达到近乎完全吸收。

“超球体”可有效捕捉太阳能，吸收率近90%

韩国研究团队提出的技术是从金纳米粒子胶体溶液出发。这些纳米粒子会在溶液中自发组装成微米尺度球体，每个“超球体”由数千颗纳米粒子聚集而成。材料随后通过滴涂方式沉积于热电发电机（TEG）的陶瓷表面，形成致密且具纹理的吸收薄膜，可有效捕捉太阳光并转换为热能。

与已有的金纳米薄膜或介电吸收涂层相比，传统材料往往仅在特定波段可提升吸收能力，且容易面临红外线吸收不足、入射角敏感、制造成本高及长期高温下稳定性不足等问题。

而韩国研究团队研发的电浆超球体的关键在于其多重共振机制。纳米粒子表面的局域表面电浆共振（LSPR），结合球体内部的米氏共振效应（Mie resonance），可在紫外线、可见光与近红外线范围内有效捕捉光子，并将光能转化为热能。实验结果显示，该材料在整体太阳光谱下的吸收率约达90%，可形成更大的温差，最终使发电输出提升至传统纳米涂层的约2.4 倍。

该研究团队指出，该技术主要适用于热电太阳能发电机（TEG）、太阳热能集热器及被动式加热与热管理系统，同时也可整合于光电—热能混合系统（PVT）中。由于其采用的是溶液涂布方式、所以部署复杂度较低，且可与现有商用设备相兼容，未来有望降低高效率太阳热能系统的导入门槛。

编辑：芯智讯-林子