太陽能選擇性吸收薄膜的研制是太陽能集熱技術中提高光-熱轉換效率的關鍵。針對太陽能吸收膜的光譜選擇性要求,本論文利用一維光子晶體的帶隙結構和靈活的頻譜設計性進行0.4?m²0?m范圍光波的傳輸特性調控與優(yōu)化,探索可見光-近紅外波段高吸收、中遠紅外波段高反射特性吸收膜的設計與實現(xiàn)新方法。從太陽能選擇性吸收膜應用基本要求和光子晶體設計理論出發(fā),設計了一維光子晶體結構吸收膜Al/Si₃N₄/（Ti/Si₃N₄）^N（N是周期數(shù)）,采用傳輸矩陣方法計算分析了薄膜結構參數(shù)對其反射率、透射率的影響規(guī)律。結果表明,當周期數(shù)N為2時,吸收膜在可見光-近紅外波段吸收率可達94%、在中遠紅外波段的平均反射率為93%,且在波長為2.5?m處曲線的斜率最大,表現(xiàn)出良好的光譜選擇特性。進一步考察了該吸收膜在斜入射條件下光譜特性,在入射角度不大于60°時,該薄膜對s偏振光保持約80%的吸收率;在入射角度不大于75°時,對p偏振光可以保持大于90%的吸收率。結合磁控濺射和化學氣相沉積技術在... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內外研究概況
    1.3 本文工作安排
2 光學薄膜基礎理論及計算分析方法
    2.1 光學薄膜的電磁場理論
    2.2 光學薄膜設計導納軌跡法
    2.3 光子晶體理論基礎
    2.4 本章小結
3 太陽能選擇性吸收薄膜的設計及仿真
    3.1 太陽能選擇性吸收薄膜的膜系設計
    3.2 太陽能選擇性吸收薄膜各部分的材料選擇
    3.3 膜層厚度的計算
    3.4 薄膜周期數(shù)對光子禁帶的影響
    3.5 斜入射對光子禁帶的影響
    3.6 本章小結
4 薄膜制備及其特性的測量與分析
    4.1 薄膜鍍制方法
    4.2 實驗制備及性能研究
    4.3 實驗結果及分析
    4.4 高溫穩(wěn)定性性能測試
    4.5 本章小結
5 總結
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文目錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]太陽能光電、光熱轉換材料的研究現(xiàn)狀與進展[J]. 王聰,代蓓蓓,于佳玉,王蕾,孫瑩.  硅酸鹽學報. 2017(11)
[2]槽式太陽能集熱器用光譜選擇性吸收涂層的研究進展[J]. 王虎,武永鑫,王聰.  分布式能源. 2016(01)
[3]太陽能光熱轉化選擇性吸收涂層研究進展[J]. 熊德華,陳煒,李宏.  科技導報. 2014(09)
[4]纖維增強樹脂基復合材料界面結合機理研究現(xiàn)狀[J]. 張莉,申士杰.  纖維復合材料. 2011(04)
[5]AlN/WAlN/W太陽能選擇性吸收多層薄膜研究[J]. Иванова Татъяна Сергееъна,李劍鋒,周福云,王德真,李國卿.  真空. 2011(01)
[6]導納軌跡圖解方法在誘導透射濾光片設計中的應用[J]. 金揚利,馬勉軍.  光學儀器. 2007(01)
[7]薄膜材料的熱輻射穿透深度研究[J]. 夏德宏,吳永紅,李樹柯.  熱科學與技術. 2003(03)

博士論文
[1]耐候性太陽選擇性吸收涂層的研究[D]. 黃群武.天津大學 2007

碩士論文
[1]中高溫太陽能選擇性吸收薄膜的研究[D]. 汪晨豐.西安工業(yè)大學 2014
[2]太陽光譜選擇性吸收復合涂層的制備與性能研究[D]. 萬倩.武漢理工大學 2011



本文編號：3183397