近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队研制出一种新型柔性Janus（两面型）螺旋结构的纳米线组装体光热电器件。这种器件可以在不耗费额外能量的同时，以一种柔性结构最大限度地被动捕获和耗散热量，为实现普适性和高性能热电器件设计提供了一种新途径。相关研究成果发表于《先进材料》。
光热电器件不仅能将废热很好地转化，还能利用光热效应进一步提高发电效率。在该项工作中，研究人员发展了一种将辐射冷却和选择性光谱吸收材料协同利用的策略。为制备这种Janus器件，研究人员首先制备了一张辐射冷却薄膜，然后在其背面组装p/n型热电和选择性太阳能吸收层，最后将薄膜螺旋化得到Janus螺旋光热电器件。
研究人员将制备好的器件置于户外测试，发现在中午约0.6个太阳光（相当于每平方米600瓦太阳光辐射强度）的光照下，这种Janus螺旋光热电器件两端可以产生近30摄氏度的温差。当器件处于阳光照射下时，一方面，顶部辐射冷却层可以通过最大程度地反射阳光来减小光热效应，同时与温度为3 K的宇宙深空进行辐射换热，产生一个较低的温度而不需要外接冷却装置。另一方面，器件底端的选择性太阳能吸收层则在最大化吸收太阳光的同时，减少热量的辐射热损失。
不同于绝大多数光热电器件，这种器件的光热端因设置在底部，使其具有和废热协同发电的潜力。此外，由于器件两端辐射率存在很大的差异，其在夜间仍能利用一定的温差来进行发电。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1002/adma.202206364
（见习记者王敏）
