本技术介绍了一种制备高太阳能吸收率的磁性聚多巴胺修饰CuS纳米粒子的方法,属于光吸收材料制备领域。该方法首先通过水热超声法制备CuS片状基体,然后将其与多巴胺溶液混合,形成聚多巴胺修饰的CuS纳米粒子。最终,通过溶剂法在聚多巴胺上原位生长磁性过渡金属氧化物,得到磁性聚多巴胺修饰的CuS纳米粒子。这些纳米材料在300-2000nm太阳光谱范围内具有高达96%的吸收率,并且由于磁性特性,可以实现回收再利用。
背景技术
随着人们对环境保护和节能减排意识的提高,寻找可再生能源的使用引发人们的关注。在所有可再生能源中,太阳能是最有应用前景的能源之一。近些年有很多研究将目光聚焦到太阳能利用技术。
目前世界上针对太阳能利用技术的开发主要集中在两大领域,即光伏转换和光热转换,但光伏转换只能发生在较窄的光谱范围内,行业内高水平的光电转换效率也很难超过27%。相比之下,太阳能光热转换技术不仅能利用超过99%的太阳能辐射能量,并且太阳能转换效率也能达到90%以上。
太阳能光热转换材料主要是继承吸收剂的固有特性对能量进行转化,常用的本征吸收材料主要由半导体以及过渡金属的氧化物、氮化物、硫化物组成,它们的特点是有大量可用于吸收光子能量的轨道。根据能带理论分析,当光子能量大于本征吸收材料的禁带宽度时,足够能量的光子会促使电子激发,从价带跃迁至空导带中,导带中会产生自由电子,价带留下空穴,在此过程中,光子能量被吸收并以热能的形式释放出来。此外一些过渡金属的氧化物除了上述的光热转化性能还具有还具有优越的磁性,这极大的丰富了材料的应用场景。
近些年,新的基于多巴胺的太阳能光热转换材料被发明人员发现和研究,尽管目前这种新兴的材料在光热转化效率上相较传统的太阳能吸收材料较低但由于聚多巴胺优越的黏附性以及自身带有大量的可改性基团使得以多巴胺改性的材料领域焕发出蓬勃的生机。
实现思路