CN106772740A - 一种用于热光电池的光子晶体过滤器及其应用 - Google Patents

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韩承志
周春林
金屹磊
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黄伟
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刘靖雷
李斐
刘凌
� 赵
赵一
杨爱香
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Abstract

本发明公开了一种用于热光电池的光子晶体过滤器及其应用，包括衬底和二维光导天线组成，所述二维光导天线包括极薄金属片，在极薄金属片上设有微型孔结构。本发明的用于热光电池的光子晶体过滤器将有效发电的光谱进行选择性透过，对其他波段的光谱进行回收和重复利用。

Description

一种用于热光电池的光子晶体过滤器及其应用
技术领域
本发明属于光电技术领域，涉及一种用于热光电池的光子晶体过滤器及其应用。
背景技术
伴随光电技术的发展，人们逐渐将目光转向利用工业余热、同位素发热等针对800℃到2000℃热源发出的光进行发电的技术上，这些光源温度远远低于太阳光源6000K的温度，其光谱也偏向红外，为了更加有效的利用光子晶体波段的光谱进行发电，本发明提出一种光子晶体过滤器。
发明内容
本发明提供一种用于热光电池的光子晶体过滤器及其应用，可以将对应红光电池片的有效发电光谱进行选择性透过，对其他波段的光谱进行回收和重复利用。本文以针对500nm-1900nm光谱筛选案例为代表进行阐述，其结构方法可以用来调整筛选任意光波段。
其技术方案如下：
一种用于热光电池的光子晶体过滤器，包括衬底1和二维光导天线2组成，所述二维光导天线2包括极薄金属片3，在极薄金属片3上设有微型孔结构4。
进一步，所述衬底1为二氧化硅玻璃片。
进一步，所述衬底1的尺寸为长*宽*高：1.65cm*1.2cm*0.1cm。
进一步，所述极薄金属片3的材质为金、钽、稀土氧化物等。
进一步，所述极薄金属片3的厚度为300nm。
进一步，所述微型孔结构4的形状为十字型、一字型、多边形等。
再进一步，所述其十字型的微型孔结构的长度为500nm，宽度为100nm。
本发明所述用于热光电池的光子晶体过滤器在热光电池制备过程中的应用。热体光源发出的光经过光子晶体过滤器筛选过滤，将电池需要的波段透过，不需要的波段反射回收重新利用。
本发明的有益效果：
本发明的用于热光电池的光子晶体过滤器将有效发电的光谱进行选择性透过，对其他波段的光谱进行回收和重复利用。该滤波器对500nm-1900nm的光具有较高的通过性，其峰值可达60％，1900nm后减小，2500nm后可低于5％，有效减轻了无用光对后端光电池的加热作用，使得热光电池TPV整体效率得以明显提高。
附图说明
图1为本发明用于热光电池的光子晶体过滤器的结构示意图；
图2为二维光导天线的结构示意图；
图3为本发明用于热光电池的光子晶体过滤器具体应用的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参照图1和图2，一种用于热光电池的光子晶体过滤器，包括衬底1和二维光导天线2组成，所述二维光导天线2包括极薄金属片3，在极薄金属片3上设有微型孔结构4。
进一步，所述衬底1为二氧化硅玻璃片。
进一步，所述衬底1的尺寸为长*宽*高：1.65cm*1.2cm*0.1cm。
进一步，所述极薄金属片3的材质为金、钽、稀土氧化物等。
进一步，所述极薄金属片3的厚度为300nm。
进一步，所述微型孔结构4的形状为十字型、一字型、多边形等。
再进一步，所述其十字型的微型孔结构的长度为500nm，宽度为100nm。
如图3所示，本发明所述用于热光电池的光子晶体过滤器在热光电池制备过程中的应用。热体光源发出的光经过光子晶体过滤器筛选过滤，将电池需要的波段透过，不需要的波段反射回收重新利用。
本发明的用于热光电池的光子晶体过滤器可以通过聚焦电子束或激光刻蚀加工获得，改变微型孔结构4的十字孔的结构的形状、大小和尺寸，可以完成对不同波段光谱的调控。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于热光电池的光子晶体过滤器，其特征在于：包括衬底1和二维光导天线2组成，所述二维光导天线2包括极薄金属片3，在极薄金属片3上设有微型孔结构4。
2.根据权利要求1所述的用于热光电池的光子晶体过滤器，其特征在于：所述衬底1为二氧化硅玻璃片。
3.根据权利要求1所述的用于热光电池的光子晶体过滤器，其特征在于：所述衬底1的尺寸为长*宽*高：1.65cm*1.2cm*0.1cm。
4.根据权利要求1所述的用于热光电池的光子晶体过滤器，其特征在于：所述极薄金属片3的材质为金、钽、稀土氧化物。
5.根据权利要求1所述的用于热光电池的光子晶体过滤器，其特征在于：所述极薄金属片的厚度为300nm。
6.根据权利要求1所述的用于热光电池的光子晶体过滤器，其特征在于：所述微型孔结构4的形状为十字型、一字型、多边形。
7.根据权利要求6所述的用于热光电池的光子晶体过滤器，其特征在于：所述其十字型的微型孔结构的长度为500nm，宽度为100nm。
8.权利要求1所述用于热光电池的光子晶体过滤器在热光电池制备过程中的应用。
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