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太阳能蒸汽是太阳能热利用中的一个新方向，通过纳米金属颗粒的等离子共振吸收的热效应及多孔太阳能光热材料的毛细管作用叠加产生蒸汽、电能及氢能的方式是自2013年以来美国莱斯大学报道的崭新科研领域，有望规模化应用于海水淡化、污水处理、医疗、环保及其他可再生能源领域。高效的太阳能蒸汽发生器应该具备高效的太阳能光热转换能力，超低热损失和优异热管理系统，快速水分输运通道和蒸发性能。现有的太阳能蒸汽发生器结构中吸收体与水体直接接触，热量损失较大。根据以上的高效率原则，本文创新性设计了一种模拟树太阳能蒸汽发生器（MTS），碳化木片（carbonized wood slice,CW-S）作为光热转换材料;制备了用于高浓度海水淡化的碳化密胺泡沫（flame-treated melamine foam,F-MF）太阳能蒸汽发生器。通过对材料的制备工艺与光热转换性能间的关系研究，优化了材料的光吸收和系统的热管理能力，在一个太阳能辐照强度下，获得了创行业纪录值的太阳能蒸汽转换效率（91.3%），验证了传热理论计算的效率值。 本文第三章采用碳化密胺海绵作为太阳能光热转换材料，二维亲水密胺泡沫薄层作为水传输通道，并利用低热导率的膨胀聚乙烯（EPE）泡沫减少热量的传导损耗。在大气环境下酒精灯火焰高温碳化密胺海绵（F-MF），获得太阳光吸收率高达96.8％的优异光热性能。在2kW m-2光强下，该蒸汽发生器对于纯水和海水的蒸发速率分别达到2.55和2.53kg m-2h-1，两者对应的能量转换效率约为88％，基本与传热理论计算相吻合。 本文第四章，采用碳化木材作为光热转换材料，获得高达97%的太阳光吸收率，一维形状的无尘纸作为树根，EPE泡沫作为隔热层，构建MTS蒸汽发生器。该系统的热辐射、热对流损失分别为 1.2%和 1.74%，且热传导的能量流失相比密胺海绵下降至4.45%。因此，该发生器在1kW m-2光强下实现了91.3％的高效太阳能蒸汽效率。MTS搭建工艺简单，系统热损失最小化，有望成为高效率低能耗的海水淡化及其他应用的可行方案。