Thermal-stability resonators for visible light full-spectrum perfect absorbers

材料科学 光电子学 可见光谱 吸收(声学) 谐振器 光学 热稳定性 复合材料 化学 物理 有机化学
作者
Haozong Zhong,Zhengqi Liu,Peng Tang,Xiaoshan Liu,Xuefeng Zhan,Pingping Pan,Chaojun Tang
出处
期刊:Solar Energy [Elsevier BV]
卷期号:208: 445-450 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.solener.2020.08.026
摘要

Perfect light absorption is desirable for applications in the devices related to photo-electrical effects, photo-thermal process and photo-chemical/catalysis solutions, etc. In this work, we propose and demonstrate a feasible way to achieve broadband perfect absorption in the full visible range based on the refractory material resonators. This structure shows excellent absorption efficiency with the average absorption up to 94% in the wavelength range from 380 nm to 760 nm (the visible region), suggesting the impressive capability of energy harvesting. The photonic cavity mode and the dipolar plasmon resonance by the half-cylinder cavity structure are the main contributions for the broadband absorption. The full-spectrum visible light absorption is observed to be maintained in a wide angle range under the oblique illumination. The high absorption is also retained under different polarization states. Moreover, the resonant materials such as titanium dioxide (TiO2) and titanium nitride (TiN) have impressive thermal stability due to their high melting points. These findings pave new insights on the refractory perfect visible light absorber for nano-scale photo-thermal process, micro-fluidic thermal disinfect and local high-temperature process, etc.
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