Impact of spectral control of near field radiation around micro cavities and its application into high density thermophotovoltaic generation of electricity

微腔周围近场辐射光谱控制的影响及其在高密度热光伏发电中的应用

• 批准号: 19360096
• 负责人: HANAMURA Katsunori
• 金额: $ 12.56万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19360096/
• 关键词: 近接場光; キャビティ; エネルギー変換; 波長選択; 熱光起電力電池; マイクロキャビティ

鏡面研磨されたニッケル金属表面に製作された0.5μm×0.5μm×0.5μmのマイクロキャビティにより、遠方で計測される伝播成分について、このキャビティサイズに相当する空洞共振波長(0.89μm)近傍において放射率は0.95と高く、また、カットオフ波長1μm より長い波長では、鏡面放射率に等しいおよそ0.2程度であることが示され、波長が制御できることが明らかとなった。さらに、このマイクロキャビティ内部からの放射を、マックスウェル方程式を解くことで、近接場成分がキャビティ外部まで達していることが明らかとなり、擬似的な近接場光として検出できること、さらに伝播成分と同様にこのキャビティにより波長制御が可能であることを示唆した。そこで、この擬似近接場光強度とその波長選択性を明らかにするために"真空型近接場光学顕微システム"装置を独自に開発した。一方、分子線エピタキシャル装置を用いて、波長1.8μmまでの赤外線を電気に変換できるアンドープGaSb電池を作製した。そして、黒体炉を用いた等強度半球入射光による発電効率測定装置を独自に開発し、伝播成分による発電効率を明確にできることを示した。さらに1000Kに加熱された放射面と電池を真空容器内で数百ナノまで近づけることにより、伝播成分に比べて、開放電圧1.4倍、短絡電流4倍の出力が得られることを明らかにした。

Mirror grinding さ れ た ニ ッ ケ ル metal surface に さ れ た 0.5 mu mu m x 0.5 m x 0.5 mu m の マ イ ク ロ キ ャ ビ テ ィ に よ り, で distance measuring さ れ る 伝 planting composition に つ い て, こ の キ ャ ビ テ ィ サ イ ズ に quite す る cavity resonance wavelength (0.89 microns) nearly alongside に お い て high radiation rate 0.95 と は く, ま た, カ ッ ト オ フ wavelength of 1 mu m よ り い long wavelength で は, specular radiation rate に し い お よ そ 0.2 degree で あ る こ と が shown さ れ, wavelength が royal で き る こ と が Ming ら か と な っ た. さ ら に, こ の マ イ ク ロ キ ャ ビ テ ィ internal か ら の radiation を, マ ッ ク ス ウ ェ を ル equations solution く こ と で, near field component が キ ャ ビ テ ィ external ま で da し て い る こ と が Ming ら か と な り, quasi similar な near field optical と し て 検 out で き る こ と, さ ら に 伝 planting composition と with others に こ の キ ャ ビ テ ィ に よ り wavelength suppression が may で あ Youdaoplaceholder0 る とを incites た. そ こ で, こ の quasi nearly by light intensity と そ の wavelength sentaku sex を Ming ら か に す る た め に "type vacuum near field optical 顕 micro シ ス テ ム" device を に alone open 発 し た. Party line, molecular エ ピ タ キ シ ャ を ル device with い て, wavelength of 1.8 microns ま で の red outside を electric 気 に variations in で き る ア ン ド ー プ GaSb battery を cropping し た. そ し て, black body furnace を い た such as incident light intensity hemisphere に よ る 発 electric working rate measurement device を に alone open 発 し, 伝 planting composition に よ る 発 electric working rate を clear に で き る こ と を shown し た. さ ら に 1000 k に heating さ れ た radiation surface と battery を vacuum container で hundreds of ナ ノ ま で nearly づ け る こ と に よ り, 伝 planting composition に than べ て short winding currents, open electric 圧 1.4 times, four times の output が must ら れ る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Surface Morphology of P-Type Undoped GaSb Epilayers for Thermophotovoltaic Generation of Electricity Through Evanescent Wave

用于通过倏逝波热光伏发电的 P 型未掺杂 GaSb 外延层的表面形貌

• 发表时间: 2008
• 作者: Taniguchi;Y.;Nakano;A.;Jayavel;P.;Hanamura;K.
• 通讯作者: K.

Pachamuthu Jayavel and Katsunori Hanamura, Surface molphology of P type undoped GaSb Epilayers for thermophotovoltaic generation of electricity through evanescent wave

Pachamuthu Jayavel 和 Katsunori Hanamura，通过倏逝波热光伏发电的 P 型未掺杂 GaSb 外延层的表面形态

• 发表时间: 2008
• 作者: Yuji Taniguchi;Atsushi Nakano
• 通讯作者: Atsushi Nakano

花村克悟,『真空型近接場顕微システムNFV-100』, 平成21年度予算申請カタログ, 日本分光(株)(JASCO), pp.11, 2008

花村胜吾，《真空型近场显微镜系统NFV-100》，2009年度预算申请目录，日本分光株式会社（JASCO），第11页，2008年

Ni矩形キャビティによる放射率波長制御

使用镍矩形腔控制发射率波长

• 发表时间: 2008
• 期刊: 日本機械学会関東支部第14回総会講演論文集
• 作者: 平島大輔;花村克悟
• 通讯作者: 花村克悟

多孔質体内燃焼からナノ・マイクロレベル輸送によるエネルギー変換へ

从多孔体的燃烧到通过纳米和微米级传输的能量转换

• 发表时间: 2008
• 作者: 平島大輔;亀谷雄樹;花村克悟;花村克悟;花村克悟
• 通讯作者: 花村克悟