难熔选择性太阳能吸收器（RSSA）的研制是开启高温太阳能热化学转化的关键。目前，RSSA的基本挑战是缺乏设计和制造指南，以同时实现在所需截止波长的全方位、宽带太阳能吸收和清晰的光谱选择性。
近日，麻省理工学院A. John Hart，上海交通大学Kehang Cui为高温下的全光谱光学控制提供了设计和制造方面的见解。制备的Ru-CNT RSSA具有多尺度纳米粒子对纳米腔等离激元模，能够实现多尺度等离子体模的全向、宽带太阳吸收、清晰的光谱选择性以及低红外热发射。
文章要点
1)研究发现，在碳纳米管侧壁上共形涂覆的Ru使得表面等离激元模式具有光谱选择性，同时在碳纳米管尖端形成的Ru纳米颗粒可实现局域表面等离激元共振模式和等离激元杂化，用于全向宽带太阳能吸收。所制备的Ru-CNT RSSA的总太阳吸收(TSA)为96.1%，光谱截止点为2.21 μm。TSA在56°入射角时保持在90%以上。
2）该制造方法具有以下优点。首先，干涉光刻(IL)是一种无掩模工艺，能够在大范围内进行精确的亚微米制图。与电子束光刻、步进光刻等其他制备亚微米图案的方法相比，IL是一种高效且相对便宜的工具。此外，在IL过程中，只有1 nm厚的催化剂被蚀刻。其次，碳纳米管支架是通过化学气相沉积合成的，它可以在连续的卷对卷制造中实现。第三，原子层沉积对钌的渗透也可以通过连续辊对辊工艺实现。因此，在不牺牲RSSAs性能的情况下，降低了制造成本，提高了制造生产率。制备的Ru-CNT RSSA显示出在高温太阳能光热转换系统中的应用前景。
参考文献
Zhequn Huang, et al, Multiscale Plasmonic Refractory Nanocomposites for High-Temperature Solar Photothermal Conversion, Nano Lett., 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c03003
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c03003
