专利汇可以提供高能光子向电力的转换专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了用于将高能 光子 的 能量 转换成电 力 的系统和方法,所述系统和方法采用带有不同 原子 电荷的一系列材料,以利用通过单个高能光子经一连串 俄歇 电子 发射的大量电子发射。在一个 实施例 中,高能光子转换器优选地包括由夹在第二材料的层之间的第一材料的层构成的线性分层 纳米级 晶圆 ,其中所述第二材料的原子电荷数不同于所述第一材料的原子电荷数。在其他实施例中,纳米级的层以管状或壳状构型被构造和/或包括第三绝缘材料的层。,下面是高能光子向电力的转换专利的具体信息内容。
1.一种用于将高能光子发射转换成电能的能量转换器,其包括:
第一材料的多个层,其吸收高能光子并且发射通过在所述第一材料的多个层的单个层中被吸收的高能光子而从所述第一材料的多个层的单个层中的原子射出的电子,所述第一材料的多个层中的每个层的沿着发射的电子的方向测量的厚度小于发射的电子在所述第一材料中的平均自由程的长度,其中沿高能光子的传播方向测量的所述第一材料的多个层中的每个层的厚度小于所述高能光子在所述第一材料中的平均自由程的长度,其中,所述高能光子的能量在100 eV或更大的范围内并且所述高能光子的波长处于不可见状态,并且其中被高能光子沿所述高能光子的传播方向碰撞的所述第一材料的多个层的多个层具有沿着高能光子的传播方向测量的总厚度,该总厚度大于所述高能光子在所述第一材料中的平均自由程的长度;以及
第二材料的多个层,其收集从所述第一材料的多个层发射的电子并且与所述第一材料的多个层电耦合,所述第二材料的多个层中的每个层的厚度大于从所述第一材料的多个层发射的电子在所述第二材料中的平均自由程的长度,其中所述第二材料的多个层中的一个或多个层介于所述第一材料的多个层的相邻层之间,其中所述高能光子的传播方向与所述第一和第二材料的多个层的相邻层之间的边界表面的法向矢量大体上正交,并且其中从所述第一材料发射的电子是在垂直于所述高能光子的传播方向的方向上发射。
2.根据权利要求1所述的转换器,还包括第三材料层,第三材料的多个层,所述第三材料的多个层的每个层介于所述第二材料的多个层的一个或多个层的相邻层之间。
3.根据权利要求1所述的转换器,其中所述第一和第二材料的多个层的相邻层是面对面地层叠。
4.根据权利要求1所述的转换器,其中所述第一材料的多个层的每个层被构造成圆柱形芯体,并且所述第二材料的多个层的每个层被构造成围绕所述第一材料的圆柱形芯体设置的圆柱形壳体,其中所述圆柱形芯体的半径小于发射的电子在所述第一材料中的平均自由程的长度的1/2。
5.根据权利要求4所述的转换器,其中还包括第三绝缘材料的多个层,所述第三绝缘材料的多个层被构造成围绕所述第二材料的圆柱形壳体设置的圆柱形壳体。
6.根据权利要求1所述的转换器,其中所述第一材料是耐火的金属或金属氧化物。
7.根据权利要求1所述的转换器,其中所述第一材料包括钨。
8.根据权利要求1至7任一所述的转换器,其中所述第二材料的原子电荷数不同于所述第一材料的原子电荷数。
9.根据权利要求1至7任一所述的转换器,其中所述第二材料层的原子电荷数低于所述第一材料层的原子电荷数。
10.根据权利要求1至7任一所述的转换器,其中所述第二材料层是金属。
11.根据权利要求10所述的转换器,其中所述金属是铝。
12.根据权利要求2所述的转换器,其中所述第三材料层是SiO2。
13.根据权利要求1所述的转换器,其中所述第一材料的多个层的每个层夹在所述第二材料的多个层的两个层之间。
14.根据权利要求1至7和11至13任一所述的转换器,其中可被所述第一材料层吸收的高能光子包括X、XUV或伽马射线。
15.根据权利要求1至7和11至13任一所述的转换器,其中所述第一和第二多个层与具有负载的电路耦合。
16.根据权利要求15所述的转换器,其中所述负载是电可驱动的部件、电力存储系统或电网。
17.根据权利要求1至7和11至13和16任一所述的转换器,其中所述第一材料的多个层的每个层被构造成圆柱形芯体,并且所述第二材料的多个层的每个层被构造成围绕所述第一材料的圆柱形芯体设置的圆柱形壳体,其中所述圆柱形芯体的半径小于发射的电子在所述第一材料中的平均自由程的长度的1/2。
18.根据权利要求17所述的转换器,其中还包括第三绝缘材料的多个层,所述第三绝缘材料的多个层被构造成围绕所述第二材料的圆柱形壳体设置的圆柱形壳体。
19.一种用于将来自高能光子的能量转换成电力的方法,其包括步骤:
在第一材料的层中吸收高能光子;
发射通过在所述第一材料的层中被吸收的高能光子而从所述第一材料的层中的原子射出的电子,所述第一材料的层的沿着发射的电子的方向测量的厚度小于发射的电子在所述第一材料的层中的平均自由程的长度,其中,所述高能光子的能量在100 eV或更大的范围内并且所述高能光子的波长处于不可见状态;以及
在第二材料的层中收集从已吸收所述高能光子的所述第一材料的层中的原子发射的一个或多个电子,所述第二材料的层具有沿所述发射的电子的方向测量的厚度,该厚度大于从所述第一材料的层发射的电子在所述第二材料中的平均自由程的长度;
其中,用于转换器元件的所述第一材料的层和所述第二材料的层是横向层叠相邻于其他转换器单元,其中,所述第一材料的层夹于相邻的所述第二材料的层之间,其中,沿高能光子的传播方向测量的单个所述第一材料的层的厚度小于所述高能光子在所述第一材料的层中的平均自由程的长度,其中,被高能光子碰撞的并沿所述高能光子的传播方向测量的在横向层叠的转换器元件中的多个所述第一材料的层的总厚度大于所述高能光子在所述第一材料中的平均自由程的长度,其中从所述第一材料层发射的电子是在垂直于所述高能光子的传播方向的方向上发射,并且其中所述高能光子的传播方向与所述第一和第二材料层的相邻层之间的边界表面的法向矢量大体上正交。
20.一种用于将来自高能光子的能量转换成电力的方法,其包括步骤:
在第一材料的多个层中吸收多个高能光子;
发射通过在所述第一材料的多个层的单个层中被吸收的高能光子而从所述第一材料的多个层的单个层中的原子射出的电子,所述第一材料的多个层中的每个层的沿着发射的电子的方向测量的厚度小于发射的电子在所述第一材料中的平均自由程的长度,其中沿高能光子的传播方向测量的所述第一材料的多个层中的每个层的厚度小于所述高能光子在所述第一材料中的平均自由程的长度,其中,所述高能光子的能量在100 eV或更大的范围内并且所述高能光子的波长处于不可见状态,并且其中被高能光子沿所述高能光子的传播方向碰撞的所述第一材料的多个层的多个层具有沿着高能光子的传播方向测量的总厚度,该总厚度大于所述高能光子在所述第一材料中的平均自由程的长度;以及在第二材料的多个层中收集从所述第一材料的多个层中的原子发射的电子,所述第二材料的多个层与所述第一材料的多个层电耦合,所述第二材料的多个层中的每个层的厚度大于从所述第一材料的多个层发射的电子在所述第二材料中的平均自由程的长度,其中所述第二材料的多个层中的一个或多个层介于所述第一材料的多个层的相邻层之间,其中所述高能光子的传播方向与所述第一和第二材料的多个层的相邻层之间的边界表面的法向矢量大体上正交,并且其中从所述第一材料发射的电子是在垂直于所述高能光子的传播方向的方向上发射。
21.一种用于将来自高能光子的能量转换成电力的方法,其包括步骤:
吸收从多个转换器片的第一材料的多个层中的光子通量源发射的高能光子,该多个转换器片耦合于围绕光子通量源的壁的表面,所述壁的表面大体上垂直于从所述光子通量源发射的光子通量的传播方向,其中所述光子通量包括能量在100 eV或更大的范围内并且波长处于不可见状态的高能光子;
发射通过在所述第一材料的多个层的单个层中被吸收的高能光子而从所述第一材料的多个层的单个层中的原子射出的电子,所述第一材料的多个层中的每个层的沿着发射的电子的方向测量的厚度小于发射的电子在所述第一材料中的平均自由程的长度,其中沿高能光子的传播方向测量的所述第一材料的多个层中的每个层的厚度小于所述高能光子在所述第一材料中的平均自由程的长度,其中在所述光子通量的传播方向测量的、被高能光子碰撞的所述转换器片中的所述第一材料的多个层的多个层的总厚度大于所述光子通量的光子在所述第一材料中的平均自由程的长度;
在所述转换器片的第二材料的多个层中收集通过所述高能光子而从所述第一材料的多个层中的原子发射的电子,所述第二材料的多个层电耦合至所述第一材料的多个层,其中所述第二材料的多个层的每个层的厚度大于从所述第一材料的多个层发射的电子在所述第二材料中的平均自由程的长度,其中所述第二材料的多个层中的一个或多个层介于所述第一材料的多个层的相邻层之间,其中所述高能光子的传播方向与所述第一和第二材料的多个层的相邻层之间的边界表面的法向矢量大体上正交,并且其中从所述第一材料发射的电子是在垂直于所述高能光子的传播方向的方向上发射。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法,其中所述第一和第二材料的层是面对面地层叠。
23.根据权利要求19至21中任一项所述的方法,进一步包括耦合于所述第二材料的层的第三材料的层,所述第三材料的层包括绝缘材料。
24.根据权利要求22所述的方法,进一步包括耦合于所述第二材料的层的第三材料的层,所述第三材料的层包括绝缘材料。
25.根据权利要求19至21中任一项所述的方法,其中所述第一材料的层被构造成圆柱形芯体,并且所述第二材料的层被构造成围绕所述圆柱形芯体设置的圆柱形壳体,其中所述圆柱形芯体的半径小于发射的电子在所述第一材料中的平均自由程的长度的1/2。
26.根据权利要求19至21中任一项所述的方法,其中所述第一材料包括耐火的金属或金属氧化物。
27.根据权利要求19至21中任一项所述的方法,其中所述第二材料的原子电荷数不同于所述第一材料的原子电荷数。
28.根据权利要求19至21中任一项所述的方法,其中所述第二材料层的原子电荷数低于所述第一材料层的原子电荷数。
29.根据权利要求19至21中任一项所述的方法,其中所述第二材料层是金属。
30.根据权利要求29所述的方法,其中所述金属是铝。
31.根据权利要求19至21中任一项所述的方法,其中可被所述第一材料的层吸收的高能光子包括X、XUV或伽马射线。
32.根据权利要求19至21中任一项所述的方法,其中所述第一和第二材料的层与具有负载的电路耦合。
33.根据权利要求32所述的方法,其中所述负载是电可驱动的部件、电力存储系统或电网。
34.根据权利要求19至21中任一项所述的方法,其中所述第一和第二材料的层与拦截从光子通量源发射的光子通量并且与其传播方向大体上垂直的壁的表面耦合。
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