太阳能蒸气产生器是一种绿色又免插电的多功能设备，人们可聚焦阳光来煮沸水，透过蒸气来消毒或是变成冷凝水饮用，而近日中国与美国科学家携手合作，透过改进光热转换材料，成功将太阳能蒸气产生效率提高到 95%。
除了太阳能电池、光伏打电池等光电转换技术，光热转换也是有效利用太阳能的方法之一，透过吸收、反射或其他方法把太阳热能集中起来，最后再将热能或蒸气用来发电或是供暖，其中电浆子金属奈米结构（Plasmonic metal nanostructures）为备受看好的光子应用材料，其独特的光捕获方式与容易改良的特性，让科学家能把该材料改造成兼具高光吸收率与低散射优势的光热材料。
然而电浆子金属奈米结构的共振带（resonant band）较窄，只能捕捉某些波长的光，若是用在太阳能蒸气产生器，可能会让蒸气产生效率大打折扣，因此中国科技技术大学与美国加州大学河滨分校正想尽办法“拓宽”材料的共振带。
对此该联合团队采用名为电浆耦合（plasmonic coupling）的方法并加以改进，其原理就是让两种电浆奈米粒子相互靠近，届时他们的共振模式就会出现变化，让科学家可进一步拓宽共振带，增加材料的吸光范围。
而为了缩短奈米粒子之间的距离，团队也研发出全新的种晶生长法，将种晶沉积在聚合物奈米壳的内壁上，直接在内部生长成电浆奈米粒子，大幅提高奈米粒子分布密度。加州大学河滨分校材料科学家殷亚东（Yadong Yin）表示，如今实验已证明，团队可以用化学合成方法来设计金属奈米结构，最终提高太阳能蒸器产生效率。
（Source：Nano Letters）
目前团段已研发出电浆子-银奈米结构材料，并成功将太阳能蒸气产生效率提高到 95%，未来下一步研究将采用铜、铝金属来实验，希望在改进奈米结构提升效率之余，也可以降低制造成本，加快高效太阳能蒸气产生器迈向大规模商业化阶段的速度。新研究已发表在《Nano Letters》。
太阳能蒸气产生器除了可用于消毒、生产饮用水，还可以用来进行海水淡化，这些技术也同时让蒸气制造不再需要经过燃烧过程，有望达成离网应用，对于设备相对不齐全的偏乡地区来说，新型技术将有助于提升当地生活品质。
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（首图来源：Flickr/Dyniss Rainer CC BY 2.0）
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