發(fā)布時間：2017-08-06 13:22

  本文關(guān)鍵詞：飛秒激光微納制備技術(shù)在太陽能溫差發(fā)電中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 飛秒激光 微納米結(jié)構(gòu) 溫差發(fā)電 太陽能

【摘要】：清潔能源的開發(fā)和利用關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高。其中太陽能溫差發(fā)電便是現(xiàn)在多種發(fā)電方式之一。太陽能溫差發(fā)電以發(fā)電成本低、壽命長、免維護(hù)可靠性高等優(yōu)點(diǎn)成為目前研究熱點(diǎn)。但其理想受熱單元(熱的良導(dǎo)體——金屬材料)對光有很高的光學(xué)反射率,這制約了其發(fā)展。本文利用飛秒激光對金屬表面進(jìn)行微納結(jié)構(gòu)制備,通過優(yōu)化制備參數(shù)(掃描速度、掃描間距、激光加工功率),得到了不同類型微納米結(jié)構(gòu)(光柵結(jié)構(gòu)、柱形結(jié)構(gòu))金屬表面,并將其與溫差發(fā)電片結(jié)合組成溫差發(fā)電模塊。通過合理化設(shè)計(jì),搭建了溫差發(fā)電測試系統(tǒng),進(jìn)一步利用此系統(tǒng)測量了溫差發(fā)電模塊的發(fā)電功率,并計(jì)算得到其轉(zhuǎn)化效率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)飛秒激光微納備過的金屬相對于未經(jīng)加工的原金屬,其發(fā)電功率、轉(zhuǎn)化效率,都有明顯的提升,發(fā)電功率最佳可達(dá)到25.9mW,轉(zhuǎn)換效率可達(dá)1.09%。相對金屬本身的發(fā)電功率最高可提高30倍,光電轉(zhuǎn)換效率可提高26倍;相對僅用溫差發(fā)電片組成的發(fā)電模塊(未使用微納結(jié)構(gòu)金屬)發(fā)電功率可提高7倍,光電轉(zhuǎn)化效率可提高3倍。通過發(fā)電模塊表面溫度及金屬表面反射率測量結(jié)果,分析了微結(jié)構(gòu)引起的光吸收功能在功率提升中到重要作用,通過COMSOL模擬軟件數(shù)值模擬了測試過程中的溫度變化趨勢并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了進(jìn)一步佐證。
【關(guān)鍵詞】：飛秒激光 微納米結(jié)構(gòu) 溫差發(fā)電 太陽能
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN249;TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 緒論7-17
• 1.1 飛秒激光制備技術(shù)7-8
• 1.1.1 飛秒激光技術(shù)的發(fā)展7-8
• 1.1.2 飛秒激光微納制備技術(shù)8
• 1.2 太陽能的利用和發(fā)展8-12
• 1.2.1 太陽能光伏發(fā)電9-10
• 1.2.2 太陽能熱發(fā)電10-12
• 1.3 溫差發(fā)電技術(shù)12-17
• 1.3.1 溫差發(fā)電技術(shù)發(fā)展12-13
• 1.3.2 溫差發(fā)電技術(shù)原理及特點(diǎn)13-14
• 1.3.3 溫差發(fā)電的應(yīng)用14-17
• 第二章 飛秒激光金屬表面上制備吸光微結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究17-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法17-18
• 2.2 實(shí)驗(yàn)制備參數(shù)對金屬微納結(jié)構(gòu)表面的影響18-23
• 2.2.1 掃描間距參數(shù)對表面形貌的影響18-19
• 2.2.2 不同金屬表面微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的對比19-21
• 2.2.3 掃描速度參數(shù)對表面形貌的影響21-23
• 2.2.4 偏振狀態(tài)對表面形貌的影響23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 配備吸光金屬的太陽能溫差發(fā)電測量和數(shù)值模擬24-41
• 3.1 測試系統(tǒng)的選取和搭建24-29
• 3.2 測試過程與結(jié)果29-35
• 3.3 利用COMSOL對傳熱過程進(jìn)行模擬分析35-39
• 3.4 溫差發(fā)電組件轉(zhuǎn)化效率的計(jì)算39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 總結(jié)41-42
• 展望42-43
• 致謝43-44
• 參考文獻(xiàn)44-46

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李登;陳濤;萬勇平;黃彥;;自啟動太陽能溫差發(fā)電系統(tǒng)[J];物理實(shí)驗(yàn);2013年10期

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本文編號：630028