（通讯员 谢杰）近日，2022级硕士研究生谢杰（导师：宋金霖副教授）在中科院一区Top期刊《Renewable Energy》上发表学术论文“Near-field tandem thermophotovoltaic system with a dual-band emitter for medium-temperature waste heat recovery”。《Renewable Energy》是一本专注能源领域的国际学术期刊，创刊于1991年，由Elsevier BV出版商出版，出版周期Monthly。该刊发文范围涵盖能源、工程技术、纳米技术等领域。该刊已被SCIE数据库收录，在中科院最新升级版分区表中，该刊分区信息为大类学科工程技术一区，2025年影响因子为9.1。
中温废热回收在提高工业能源利用率方面展现出巨大潜力，然而，现有能量转换技术面临严峻挑战：热电（TE）技术的转换效率通常较低（<10%），而常规的远场热光伏（TPV）系统受限于黑体辐射极限，导致功率输出有限。为了克服这一瓶颈，本文设计了一种用于 600 K 废热回收的近场串联热光伏系统。该系统采用了 Si-ITO 双波段发射器与InAs/InSb串联电池的组合结构，通过利用 ITO 薄膜激发的表面等离激元极化子（SPPs）增强近场光子隧穿，以及串联电池对光谱的互补吸收，有效减少了热化损失并显著提升了光子利用率。在 10 nm 的真空间距下，该系统的最高转换效率达到 16.07%，且输出功率密度达到 10.04 kW/m²，性能显著优于传统单结InAs或InSb热光伏系统。此外，研究还深入分析了非辐射复合（SRH 和 Auger）、寄生损耗以及电极结构带来的遮挡效应与串联电阻对器件的影响，为设计高性能的中温废热回收 TPV 系统提供了重要的理论指导。
图1. 近场串联热光伏系统的结构设计与性能对比。
上述研究成果为中温余热利用的工程应用提供了理论支撑与方法创新，也展示了我院研究生在新能源和微纳光子学领域的研究能力和探索精神。电气信息学院始终坚持以人才培养质量为根本，持续深化科研育人、实践育人的协同成效，引导师生投身前沿创新研究、主动融入国家重大需求，不断在高水平人才培养模式方面探索，有力推动多学科的交叉跨越式发展。
论文信息：Xie J, Song J, Deng Z, et al. Near-field tandem thermophotovoltaic system with a dual-band emitter for medium-temperature waste heat recovery. Renewable Energy, 2025: 125119.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.125119
（审稿人 谢春晖 田斌）
