四川
东南大学冯杜东教授提出并系统分析了一种高性能近场热辐射（thermoradiative, TR）发电器件，其目标是在夜间实现接近太阳能电池（photovoltaic, PV）白天性能的发电效果。传统的TR器件依靠地球向冷宇宙背景辐射热能来发电，虽然可实现零输入条件下的持续供电，但其输出功率密度通常极低（<1 W/m²），远不能满足实际应用需求。为解决这一问题，本文借鉴了集中式太阳能技术的思想，在TR系统中引入了近场热辐射耦合和热辐射聚焦设计。
作者通过构建一个由极性介质组成的纳米尺度吸收层，以及优化后的发射体和热集中结构，实现了热能的空间压缩和定向增强。这种设计显著提升了辐射通量密度，使TR器件在夜间能够输出高达180 W/m²的电功率密度，接近商用太阳能电池在日照条件下的水平。更重要的是，这一方案无需使用太阳光，而是完全依赖地球本身的热辐射，与光伏发电形成互补，有望实现24小时可持续清洁能源供应。
该研究还深入分析了系统效率的提升机制，包括近场辐射增强、能量带结构匹配以及热电转换优化。通过热学、电学和光学耦合建模，展示了器件的理论极限与实际性能之间的接近程度。同时，论文还指出了当前技术实现的挑战，如极窄间隙控制、材料稳定性及散热机制等。
总的来看，本研究提出的近场集中式热辐射发电新范式，为突破夜间清洁能源技术瓶颈提供了可能路径。其原理创新和性能提升使其在低功耗设备、传感系统、偏远地区能源供给等场景中具备重要应用潜力，是热能转换领域的重要进展。
作者本人已于最近加入东南大学能源与环境工程学院，课题组（https://power.seu.edu.cn/fdd/list.htm）有多个博士后、博士和硕士研究生名额，欢迎有志有识的同道青年加入，一起探索创造。
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