本发明为根据各个功能基元的光学响应区间，选取合适的功能基元，使其光学响应区间的覆盖范围最大化，提供了一种太阳光谱全吸收碳基功能材料的设计方法。以石墨烯为代表的碳材料具有优异的物理和化学性质。以碳材料作为基底，以金属、非金属、氧化物等作为负载，可制备出具有特殊形貌和性能的碳基功能材料，已广泛的应用于光学成像、清洁能源、储能、电极材料、海水淡化、催化、环境应急、防腐涂料、结构材料、精密制造、深空深海探测等领域，发挥了巨大的作用。为了获得具有特殊光学性质的碳基功能材料，选择合适的负载，优化界面性质，是实现较高的性能的关键。深入理解材料的结构和微观机理并以此来指导材料体系的设计，是近年来发展起来的一种有效的设计策略。本发明选择合适的功能基元作为负载是设计碳基功能材料的第一步。基于第一性原理，对金属、金属氧化物、非金属和非金属氧化物等可能的负载材料进行研究，确定其光学响应区间，根据各个功能基元的光学响应区间，选取合适的功能基元，使其光学响应区间的覆盖范围最大化，以此作为碳基功能材料的组成。基于给定的组成，通过优化其比例和结构来调整界面性质，提升其性能。采用遗传算法，基于初始给定的比例和结构，生成不同比例或结构的子代，再用第一性原理计算光学性质。本发明提供了一种具有特定光学性能的碳基功能材料的设计方法和流程，为实验研究提供功能基元和序构等信息，避免大量试错实验造成的成本损失。成熟程度：系统级 实际通过任务运行的成功考验； 适用范围：适用于光学成像、清洁能源、储能、电极材料、海水淡化、催化、环境应急、防腐涂料、结构材料、精密制造、深空深海探测等领域； 安全性：安全性极高，为实验研究提供功能基元和序构等信息，避免大量试错实验造成的成本损失。本发明提供了一种具有特定光学性能的碳基功能材料的设计方法和流程，为实验研究提供功能基元和序构等信息，避免大量试错实验造成的成本损失。

哈尔滨工业大学

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