太阳能转换系统中熵是如何产生的？
摘要：太阳的炽热和外太空的寒冷是人类不可枯竭的热力资源。从热力学的角度来看，任何从太阳获取能量和/或向宇宙散发能量的能量转换系统都是以光子为“工作流体”的热机，并可以使用熵的概念进行分析。尽管熵分析提供了一种理解效率极限的特别方便的方式，但通常在准平衡状态之间的热力循环的背景下讲授，并且其在连续和非平衡模式下运行的太阳能转换系统的普遍化并不直接。在这篇教育性文章中，我们提供了一些示例来说明光子熵的概念如何与辐射传递方程结合使用，以分析不同太阳能转换系统的局部熵生成过程和效率限制。我们为简单的发射体和吸收体以及光伏电池的局部和总熵生成率提供了明确的计算，这些计算可以由学生轻松再现。我们进一步讨论了熵生成和器件效率之间的关系，特别是无限结光伏电池和可逆热电材料共享的确切光谱匹配条件以接近其理论效率极限。
作者：Bolin Liao
论文ID：1802.07404
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2018-05-08