Combined solar concentration and carbon nanotube absorber for high performance solar thermoelectric generators
Combined solar concentration and carbon nanotube absorber for high performance solar thermoelectric generators
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用于高性能太阳能热电发电机的太阳能聚光和碳纳米管吸收器组合
DOI：
10.1016/j.enconman.2018.12.104
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发表时间：
2019-03
影响因子：
10.4
通讯作者：
Yao Wei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li Long;Gao Xiang;Zhang Guang;Xie Wenyuan;Wang Fufu;Yao Wei
太阳能温差发电技术是太阳能转换的重要技术之一。然而，由于热电材料的低工作温度和无量纲品质因数（也称为材料的ZT值）等耦合约束导致的低效率一直阻碍着STEG的发展。在这里，我们展示了一个高性能的STEG系统结合太阳能聚光器和碳纳米管（CNTs）吸收器，它可以大大提高太阳能热转换过程。所提出的STEG系统在太阳能集中度为78时的峰值效率为4.3%，在106× suns时的最大功率为11.2 W。由于太阳能集中装置和基于CNT的太阳能吸收器的组合，通过优化的系统热力学来确保提高的效率。我们的设计为分布式能量收集和深空探测提供了一个通用的太阳能热能回收系统原型。
Solar thermoelectric generators (STEGs) is one of the most important technologies for solar energy conversion. However, the inefficiency due to coupling constraints such like low working temperature and dimensionless figure of merit of the thermoelectric materials, also known as material’sZTvalue, has been hampering the development of STEGs for a time. Here we demonstrate a high performance STEG system combined with solar concentrators and carbon nanotubes (CNTs) absorber, which can greatly improve the solar-thermal conversion process. The proposed STEG system enables a peak efficiency of 4.3% with solar concentration of 78, and a maximum power of 11.2 W at 106× suns. The enhanced efficiency is ensured by the optimized system thermodynamics due to the combination of solar concentration devices and CNT based solar absorber. Our design provides a universal prototype of solar thermal energy recovery system for distributed energy harvesting and deep-space explorations.
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