用于太阳能光热转换的弯曲槽纳米棒的光学特性！纳米流体是提高太阳能利用效率的关键之一。金属纳米粒子（MNPs）在光热转换中具有窄带吸收限制。最近的研究表明，可以通过在纳米颗粒（NP）上添加狭缝来提高光热转换效率，从而克服窄带吸收。在这项工作中，作者通过有限元方法研究了弯曲槽对Ag纳米棒光学性能的影响，并对其吸收机理进行了分析。同时，为解决纳米棒的窄带吸收和提高太阳能利用效率提供可行的解决方案。

　　图1 具有弯曲槽的纳米棒的示意图和几何参数：(a) 3D模型图，(b) 顶视图，(c) 模型创建过程。

　　图2 (a) 模型验证：分别使用FEM和Mie理论计算直径为40nm的Ag纳米球的结果比较，(b) 网格独立性验证：弯曲槽Ag纳米棒在x入射&y偏振方向λ=360nm处的吸收截面随最大网格尺寸的变化。

　　图4 (a) 纳米棒和具有弯曲槽纳米棒的吸收效率，(b) 纳米棒和具有弯曲槽纳米棒的散射反照率，(c) 这两种纳米颗粒在fv=10ppm时的太阳吸收光谱。

　　图5 (a) 沿三个方向（x入射&z偏振、x入射&y偏振和z入射&x偏振）的弯曲槽纳米棒的吸收效率和 (b) 散射反照率。

　　图6 (a) 具有弯曲槽纳米棒的共振吸收峰沿x入射&z偏振方向的电场和 (b) 磁场分布。

　　图7 (a) 具有弯曲槽纳米棒的共振吸收峰沿x入射&y偏振方向的电场和 (b) 磁场分布。

　　图8 (a) 具有弯曲槽的纳米棒的共振吸收峰沿z入射&x偏振方向的电场和 (b) 磁场分布。

　　图9 (a) 纳米棒和 (b) 具有弯曲槽纳米棒在不同NP体积分数和纳米流体深度下的光热转换效率。

　　综上所述，文章提出的具有弯曲槽的Ag纳米棒，可以有效地提高纳米流体的光热转换效率。研究结果表明，具有弯曲槽的纳米棒可以激发更多的吸收峰，并具有较低的散射。此外，对弯曲开槽纳米棒的共振吸收峰的电磁分布的分析表明，强电磁场出现在开槽周围和尖端部分。弯曲槽纳米棒的吸收机制可以用“狭缝效应”、“避雷针”效应和表面等离子体共振的相互耦合来解释。比较了纳米棒和具有弯曲槽的纳米棒在不同fv和h条件下光热转换效率的变化。当光热转换效率达到90%时，具有弯曲槽的纳米棒所需的最小h为6mm，最小fv为3.25ppm，所需的h和fv约为纳米棒的0.64倍。因此，具有弯曲槽的纳米棒在提高金属纳米棒的光热转换效率方面具有巨大潜力。

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