测试显示超球体涂层的太阳能吸收率较传统金纳米颗粒薄膜提升近两倍。

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尽管太阳产生的能量远超地球所需，但现有的太阳能采集技术仍存在局限，未能充分捕获可利用的日光。如今，一支科学家团队正致力于通过创新技术提升人类采集太阳能的能力。

来自韩国大学的研究团队宣称，他们发现了一种能吸收太阳光谱中几乎所有波长的新材料。关键在于，他们研发的金纳米球体（命名为"超球体"）能够吸收传统光伏材料无法捕获的某些波长。

全光谱太阳能的采集

实验中，科学家在现成的商用电力转换器表面涂覆了一层超球体材料。通过模拟太阳光照，他们证明该材料的太阳能吸收率较传统材料提升近两倍。

该团队是众多研究全光谱吸光材料的团队之一。材料吸收的光谱范围越宽，其太阳能采集能力就越强。金、银纳米颗粒因制备简便且成本较低而具有巨大潜力，但现有纳米颗粒仅能吸收可见光波长，这意味着它们只能覆盖全太阳光谱的一小部分。

为拓宽纳米颗粒的吸收波长范围，研究团队提出采用自组装金超球体——即聚集形成微型球体的金纳米颗粒。科学家李在元、李承佑和柳庆勋通过调整超球体直径，最大化了对太阳光波长的吸收。

李承佑在新闻声明中解释："我们的等离子体超球体为实现全光谱太阳能采集提供了简洁途径。这项涂层技术最终将大幅降低高效太阳能-热能与光热系统在实际能源应用中的门槛。"

超球体性能验证

为测定超球体效率，团队采用计算机模拟优化单球体设计并预测整体性能。初步结果显示超球体对太阳光波长的吸收率应超过90%。

为验证该结果，他们进行了实体测试：将含超球体结构的溶液干燥后，在商用热电发电机表面形成涂层。值得注意的是，该金超球体薄膜可在常温常压下制备，无需洁净室或极端温度设备。

团队使用LED太阳模拟器测试涂层后的热电发电机，测得平均太阳能吸收率约达89%。据科学家介绍，这比使用传统单颗粒金纳米薄膜的热电发电机（吸收率45%）提升了近两倍。

该研究成果已发表于《ACS应用材料与界面》期刊。

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