本文關(guān)鍵詞：仿蝶翅微納結(jié)構(gòu)在太陽能電池表面的應用基礎研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于傳統(tǒng)化石能源接近枯竭及使用它們給環(huán)境帶來的巨大污染,人類有了尋求可再生新能源的強大動力。太陽能電池作為將光能轉(zhuǎn)換為電能最直接的方式,成為近年來研究的熱點,廣泛應用于航天航空等特殊領域,然而較低的光電轉(zhuǎn)換效率和較短的使用壽命成為其發(fā)展的桎梏。自然界生物經(jīng)過億萬年的自然選擇和物種進化,能夠適應復雜多變的自然環(huán)境,研究發(fā)現(xiàn),蝶翅表面鱗片結(jié)構(gòu)具有超強的疏水性和自清潔性。本文針對太陽能電池表面結(jié)構(gòu)性能要求,借鑒蝶翅表面三維微納結(jié)構(gòu)優(yōu)異的寬波段光吸收特性、自清潔特性,開展具有兼容性的應用基礎研究,為太陽能電池覆膜設計提供科學理論支持和技術(shù)手段,推動太陽能技術(shù)的應用提供新方法和新技術(shù)手段。本文從實驗研究和理論分析兩個角度,探索蝶翅鱗片自清潔特性和光吸收特性。對天堂鳳蝶、綠帶翠鳳蝶、玫瑰青鳳蝶和異形紫斑蝶四種典型蝴蝶鱗片表面微觀形態(tài)和結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)分析,發(fā)現(xiàn)微米級鱗片的瓦狀排列結(jié)構(gòu),納米級的脊狀結(jié)構(gòu)和脊脈間的凸起、孔狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成了蝶翅鱗片多級粗糙,結(jié)合楊氏方程分析,這種多級結(jié)構(gòu)形成了蝶翅表面疏水能力,從而確保自身清潔;依據(jù)其微觀結(jié)構(gòu)建立鱗片三維結(jié)構(gòu)模型。設計光學實驗,研究蝶翅在可見光波段對光的反射性能,揭示了蝶翅表面光學性能與其結(jié)構(gòu)和微觀形態(tài)的關(guān)系。根據(jù)鱗翅微觀結(jié)構(gòu)、形態(tài)和反射性能,建立了簡化平行多層膜結(jié)構(gòu)和錯層塔狀結(jié)構(gòu)仿生模型,借助薄膜減反射理論分析,利用RSOFT軟件,對模型在可見光范圍內(nèi)進行了模擬實驗,模擬實驗數(shù)據(jù)與實際測試較為吻合。結(jié)果表明,薄膜折射率小于基底折射率時,薄膜具有較好的透射性能,減反效果較好;改變薄膜的厚度時,光譜峰值會向波長較大方向偏移。上述結(jié)論揭示了蝶翅微結(jié)構(gòu)應用于太陽能電池表面覆膜結(jié)構(gòu)的設計是可行的,為設計制備兼具寬波段廣角度高吸收特性、自清潔特性太陽能電池減反射薄膜提供理論支持和技術(shù)手段,為提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性提供新的理論、方法和工具,推動太陽能技術(shù)的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】：太陽能電池 吸收特性 自清潔特性 微結(jié)構(gòu) 仿生
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題來源8
• 1.2 選題目的及意義8-9
• 1.3 仿生與仿生耦合9-10
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容和方法14-16
• 第2章 薄膜太陽能電池與仿蝶翅微結(jié)構(gòu)16-33
• 2.1 仿蝶翅微結(jié)構(gòu)與薄膜太陽能電池的聯(lián)系16-17
• 2.2 蝴蝶鱗翅表面形態(tài)及微觀結(jié)構(gòu)17-25
• 2.2.1 蝴蝶鱗片微結(jié)構(gòu)光學顯微鏡分析19-21
• 2.2.2 蝴蝶鱗片微結(jié)構(gòu)掃描電鏡分析21-23
• 2.2.3 蝴蝶鱗片微結(jié)構(gòu)透射電鏡分析23-25
• 2.3 蝴蝶鱗片結(jié)構(gòu)模型建立25-26
• 2.4 蝶翅鱗片疏水自清潔性26-31
• 2.4.1 疏水自清潔性機理26-28
• 2.4.2 實驗分析28-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第3章 仿蝶翅微納結(jié)構(gòu)光學測量反射光譜分析33-48
• 3.1 薄膜減反射原理33-38
• 3.2 測試平臺38-39
• 3.3 蝶翅鱗片光學性能測試39-46
• 3.3.1 測試過程40-41
• 3.3.2 數(shù)據(jù)處理41-43
• 3.3.3 結(jié)果分析43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第4章 仿蝶翅微納結(jié)構(gòu)模型測試與分析48-54
• 4.1 模型結(jié)構(gòu)48-49
• 4.2 反射率與折射率的關(guān)系49-51
• 4.3 反射率與薄膜厚度的關(guān)系51-52
• 4.4 反射率與薄膜層數(shù)的關(guān)系52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第5章 結(jié)論與展望54-56
• 5.1 結(jié)論54-55
• 5.2 展望55-56
• 參考文獻56-59
• 致謝59-60
• 附錄60

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：357232