透明导电电极在远场光伏系统中起着重要的作用,但从未对近场应用进行过彻底的研究。在此,我们展示了利用表面等离子体-极热发射器的近场平面超薄型热光电池的背景,纳米孔系统的共振性质显著地改变了必要的导电前沿电极的设计标准。传统的光与直流导电率的比值,本身并不是一个充分的优点,相反,在发射极和吸收器模式之间的阻抗匹配,以及它们与前电极的自由载体共振的耦合,是最理想的设备设计和性能的关键。此外,我们还演示了,在近场中传导电极的“不透明”,实际上可以利用从发射体到吸收体的衰减光子隧穿,在近场中使用。最后,我们确定并比较了近场热光电热中前电极的适当的可调节材料,特别是钼掺杂的铟氧化物、掺杂了氧化镉的氧化镉、石墨烯和扩散半导体,但也有“不透明”的电极、锡掺杂的铟氧化物和银纳米薄膜。预测的性能包括输出功率密度10 w/cm2,在2100 K的发射温度和60个电极的电阻上有超过45%的效率,从而提高了高性能实用设备的前景。
——文章发布于2017年10月25日