热光伏器件中的光谱调控

热光伏器件是一种利用光伏效应将热源的热辐射转化为电能的器件.高效热光伏器件在电网规模的热能存储、全光谱太阳能转换、分布式联合发电、废热回收等方面有着广阔的应用前景.然而,大多数热辐射处于低能量波长范围,无法有效激发光伏电池半导体的电子跃迁从而产生电能.因此,对热辐射光谱发射的选择性调控是实现高效热光伏器件的关键.近年来,伴随着纳米光子学、材料科学与人工智能赋能科学的发展,热光伏器件中的光谱调控也取得了极大进展.本文首先回顾了热光伏器件的发展历史,继而围绕热光伏器件中热端和冷端的光谱调控,详细讨论了超结构选择性发射器、本征选择性发射器、光滤波器以及背表面反射器的热辐射光谱调控物理机制与调控手段,并梳理和总结了近场热光伏的相关研究,最后对热光伏器件的未来发展进行了展望.