东北大学博士研发出选择性吸收太阳能吸收器，即将加入华科做博后 “在我的研究领域中

“在我的研究领域中， MIT陈刚教授在我心里一直是行业标杆，他的很多学生已在美国和中国的知名高校任教。
其中，杨荣贵老师在辐射制冷和纳米热传导方向的研究位居业内前沿，杨老师是美国科罗拉多大学波尔德分校的终身教授，并于2018年回国任教于华中科技大学。我也有幸能从2022年跟随杨老师从事博士后研究。 ”美国东北大学博士毕业生田彦培表示，本月底他即将回国发展。

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图|田彦培（来源：田彦培）
田彦培生于1991年，来自河南省平顶山市。本科毕业于哈尔滨工程大学，从大一下学期就跟着当时的班主任张鹏老师一起做关于太阳能光热发电的项目。
大四毕业后，申请到美国罗德岛大学攻读博士学位，师从郑义教授。 2019年，郑老师入职美国东北大学，主要从事近场辐射换热以及光谱调控的研究，他也跟随导师转学到美国东北大学直到博士毕业。
前不久，他担任第一作者、郑义教授担任通讯作者的论文，刚刚发表在NanoEnergy上。
论文题为《光谱选择性的一种新策略：选择性刻蚀合金实现选择性等离子体太阳能吸收和红外抑制》（ANewStrategytowardsSpectralSelectivity:SelectiveLeachingAlloytoAchieveSelectivePlasmonicSolarAbsorptionandInfraredSuppression）。
提出选择性刻蚀反应的策略
该研究要解决的问题在于，多年来在学界和业界中，太阳能的光热利用均被看做是高效、环保且可再生的能源利用形式。
而光谱选择性太阳能吸收器，具备低成本、低红外热发射率、太阳能吸收率高、热稳定性高等优点，因此在光热转换应用中扮演着重要角色，比如太阳能光热、太阳能海水淡化、光热催化和聚光太阳能发电系统。
作为几种金属元素的原子混合物，合金是一种具有某种增强特性（比如强度或硬度）混合物，这种物质由一种主要金属成分和其他辅助金属或非金属成分组成。在传统的选择性刻蚀中，合金中的电化学活性元素，会被选择性溶解的方式形成纳米结构。
其中，黑色金属多孔纳米结构，具备内表面积较大的特性，其能够有效散射太阳光波、可高效捕获和吸收太阳能等特点，因此是一种优秀的光热转换材料。
日前，田彦培和导师郑义教授，借助选择性刻蚀反应的策略，把广谱和高反射的铝合金转变成等离子体纳米结构选择性太阳能吸收器(PNSSAs) 。
利用表面等离子体共振的策略，通过在合金表面自组装形成铜纳米结构薄膜，从而形成可调节的光谱选择性、高效且全向的太阳能吸收率、较低的热发射率、和优异的热机械稳定性的太阳能吸收器。

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图|相关论文（来源：NanoEnergy）
据介绍，上述策略也适用于其他合金比如不锈钢和高温合金，从而可用于在中高温下工作的太阳能光热系统。
在制备上，可通过溶液法方法造出PNSSAs ，实验室的加工成本只有0.735美元每平方米。而且，它可被轻松集成到工业规模的卷对卷工艺中，无需依赖既复杂、又昂贵的真空沉积和光刻技术。

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图1|通过选择性刻蚀获得光谱选择性来制造PNSSA的示意图（来源：NanoEnergy）
研究中，田彦培使用温度为40℃的热碱溶液去处理2024铝合金（一种高强度硬铝）的表面，鉴于主体元素-铝可被碱溶液溶解，剩下的铜、锌等微量元素会残留在合金表面，进而形成纳米结构。