近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)研制出一種新型柔性Janus（兩面型）螺旋結(jié)構(gòu)的納米線組裝體光熱電器件。這種器件可以在不耗費(fèi)額外能量的同時(shí)，以一種柔性結(jié)構(gòu)最大限度地被動(dòng)捕獲和耗散熱量，為實(shí)現(xiàn)普適性和高性能熱電器件設(shè)計(jì)提供了一種新途徑。相關(guān)研究成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》。

光熱電器件不僅能將廢熱很好地轉(zhuǎn)化，還能利用光熱效應(yīng)進(jìn)一步提高發(fā)電效率。在該項(xiàng)工作中，研究人員發(fā)展了一種將輻射冷卻和選擇性光譜吸收材料協(xié)同利用的策略。為制備這種Janus器件，研究人員首先制備了一張輻射冷卻薄膜，然后在其背面組裝p/n型熱電和選擇性太陽能吸收層，最后將薄膜螺旋化得到Janus螺旋光熱電器件。

研究人員將制備好的器件置于戶外測試，發(fā)現(xiàn)在中午約0.6個(gè)太陽光（相當(dāng)于每平方米600瓦太陽光輻射強(qiáng)度）的光照下，這種Janus螺旋光熱電器件兩端可以產(chǎn)生近30攝氏度的溫差。當(dāng)器件處于陽光照射下時(shí)，一方面，頂部輻射冷卻層可以通過最大程度地反射陽光來減小光熱效應(yīng)，同時(shí)與溫度為3 K的宇宙深空進(jìn)行輻射換熱，產(chǎn)生一個(gè)較低的溫度而不需要外接冷卻裝置。另一方面，器件底端的選擇性太陽能吸收層則在最大化吸收太陽光的同時(shí)，減少熱量的輻射熱損失。

不同于絕大多數(shù)光熱電器件，這種器件的光熱端因設(shè)置在底部，使其具有和廢熱協(xié)同發(fā)電的潛力。此外，由于器件兩端輻射率存在很大的差異，其在夜間仍能利用一定的溫差來進(jìn)行發(fā)電。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1002/adma.202206364

（見習(xí)記者王敏）