[发明专利]一种微结构辐射器及制作方法

说明书

本公开涉及辐射器技术领域，尤其涉及一种微结构辐射器及制作方法。通过热光电转换系统，将热源转换为电能，其中所述热光电转换系统包括热源部、辐射器、滤波器、光伏电池和热控模块，所述热源部被配置为提供热源，所述辐射器被配置为将热源转换为热辐射能，所述滤波器被配置为过滤光子，所述光伏电池被配置为实现光电转换，所述热控模块被配置为控制温度。通过核电源热光电式发电技术与微结构辐射器结合提高了与光伏电池匹配的选择性光谱发射率，进而提高了装置的发电效率。

技术领域

本公开涉及辐射器技术领域，尤其是涉及一种微结构辐射器及制作方法。

背景技术

核电源以其长寿命、高能量密度的特点，已经在空间、海洋各任务系统中有许多应用，同位素热源将辐射器加热发射光谱经过过滤器过滤，到达光伏电池转换为电能。发明人发现，辐射器在实际使用中还有待提高，目前在核电源系统中工程产品比较匮乏，在保证光学性能的前提下，不能满足实际需求。

发明内容

本公开提供了一种微结构辐射器及制作方法，以解决发明人认识到的辐射器在保证光学性能的前提下，不能同时满足实际需求的技术问题。

本公开提供了一种微结构辐，包括：

热光电转换系统，所述热光电转换系统包括热源部、辐射器、滤波器、光伏电池和热控模块，所述热源部被配置为提供热源，所述辐射器被配置为将热源转换为热辐射能，所述滤波器被配置为过滤光子，所述光伏电池被配置为实现光电转换，所述热控模块被配置为控制温度。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括试验模型，所述试验模型被配置为对所述辐射器进行高温稳定性测试。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述热源部包括同位素源和热管冷却反应堆。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述同位素源外侧设置有所述辐射器，所述热管冷却反应堆外侧设置有所述辐射器。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述辐射器的一端设置有第一盖板，所述辐射器的另一端设置有第二盖板，所述第一盖板与所述第二盖板被配置为固定所述辐射器。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述光伏电池设置为半导体光伏电池。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述辐射器具有光谱发射率选择特性。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述辐射器为二维光子晶体辐射器时，基底上是圆形柱孔洞二维阵列。

本公开还提供了一种微结构辐射器制作方法，包括如下步骤：

(1)、基底经真空高温退火后，抛光至粗糙度、平整度及平行度均达到光学要求；

(2)、基底上沉积一层Cr薄膜作为硬掩模，其上旋涂防反射涂层及光刻胶，使用激光干涉刻蚀，邻近效应形成圆孔；

(3)、曝光确定空腔周期，等离子体灰化法确定空腔直径，形成光刻图案；

(4)、采用反应离子刻蚀将图形转移到Cr层，最后刻蚀至基底。

在上述任一技术方案中，进一步地，基底上涂覆可由紫外光照后被固化的聚合物流体，压印得到模板后进行二次压印，形成大面积微结构。

本公开的有益效果主要在于：

本公开提供的一种微结构辐射器及制作方法，其中辐射器具有精确定制的光学特性和高选择性的光谱发射率，并与光伏电池的带隙相匹配，本公开提供使用同位素源及热管冷却反应堆作为两种不同热源的使用方案，通过核电源热光电式发电技术与微结构辐射器结合提高了与光伏电池匹配的选择性光谱发射率，进而提高了装置的发电效率；核电源不依赖太阳能，能自主产生能量，能量密度高，能满足大功率发电任务，电功率可达到百千瓦级，通过热光电转换技术可以使发电效率在10％以上。