發(fā)布時(shí)間：2022-09-28 17:53

　　太陽(yáng)能既是一次能源,又是用之不盡的可再生能源,它具有儲(chǔ)存量豐富、無(wú)需運(yùn)輸和清潔等天然優(yōu)勢(shì)。太陽(yáng)能已經(jīng)逐漸進(jìn)入通信、家用、工農(nóng)業(yè)等人類(lèi)活動(dòng)的各個(gè)方面,合理利用可以使人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源、減少污染的時(shí)代,對(duì)解決社會(huì)能源需求等方面有重要意義。迄今為止,太陽(yáng)能的捕獲吸收和轉(zhuǎn)換效率依然較低,是制約整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。本文利用傳輸矩陣法,將具有吸收特性的金屬引入到一維光子晶體,獲得了寬帶高吸收的太陽(yáng)光譜。進(jìn)而研究將金屬銀引入光子晶體中,并分析了該結(jié)構(gòu)對(duì)太陽(yáng)光譜的吸收特性和吸收?qǐng)鰪?qiáng)在光子晶體內(nèi)部的分布情況。若將此結(jié)構(gòu)用于太陽(yáng)能吸收利用裝置,可以有效地提高太陽(yáng)能的吸收利用效率。本文首先提出將具有吸收特性的金屬層引入到一維光子晶體中,分別研究了金屬層的消光系數(shù)和色散系數(shù)、太陽(yáng)光入射角以及光子晶體結(jié)構(gòu)的周期數(shù)這四個(gè)因素對(duì)吸收率的影響,最優(yōu)結(jié)果體現(xiàn)在平均吸收率最高可達(dá)0.8380,當(dāng)周期數(shù)超過(guò)10層時(shí),平均吸收率大于0.6的高吸收區(qū)占整個(gè)頻段的51.63%。為光子晶體的設(shè)計(jì)及其在太陽(yáng)能利用方面的應(yīng)用提供重要依據(jù)。接著,將具有吸收特性的金屬銀引入光子晶體中,形成含有多層金屬的三元周期對(duì)稱結(jié)構(gòu),并研究分... 

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 選題背景和研究意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.4 論文的主要工作
    1.5 全文結(jié)構(gòu)
第二章 太陽(yáng)能的吸收利用及光子晶體概述
    2.1 太陽(yáng)能的吸收利用
    2.2 太陽(yáng)能電池光譜吸收
    2.3 光子晶體在太陽(yáng)能利用中的優(yōu)勢(shì)
    2.4 光子晶體概述
        2.4.1 光子晶體的概念
        2.4.2 光子晶體特性
        2.4.3 光子晶體的應(yīng)用研究
        2.4.4 光子晶體理論研究方法
    2.5 小結(jié)
第三章 含金屬層一維三元光子晶體結(jié)構(gòu)高吸收特性研究
    3.1 一維光子晶體帶隙結(jié)構(gòu)的理論分析
    3.2 數(shù)值分析
        3.2.1 消光系數(shù)對(duì)吸收率A的影響
        3.2.2 色散系數(shù)對(duì)吸收率A的影響
        3.2.3 入射角度對(duì)吸收率A的影響
        3.2.4 周期數(shù)N對(duì)吸收率A的影響
    3.3 小結(jié)
第四章 含銀層三元一維光子晶體強(qiáng)吸收特性研究
    4.1 一維光子晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及理論分析
    4.2 數(shù)值分析
        4.2.1 吸收率隨金屬層厚度的變化
        4.2.2 吸收率隨介質(zhì)材料Si層厚度的變化
        4.2.3 吸收率隨介質(zhì)材料MgF2層厚度的變化
    4.3 小結(jié)
第五章 含金屬銀層一維光子晶體的場(chǎng)分布
    5.1 入射光在光子晶體內(nèi)部的場(chǎng)分布理論分析
    5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其場(chǎng)強(qiáng)分布分析
        5.2.1 光子晶體結(jié)構(gòu)中非金屬材料和金屬材料場(chǎng)強(qiáng)分析
        5.2.2 光子晶體對(duì)稱結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱結(jié)構(gòu)場(chǎng)強(qiáng)分析
    5.3 數(shù)值分析
        5.3.1 金屬層厚度對(duì)電場(chǎng)分布的影響
        5.3.2 介質(zhì)材料MgF2層的厚度對(duì)電場(chǎng)分布的影響
    5.4 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]有機(jī)太陽(yáng)能電池電子傳輸層材料研究進(jìn)展[J]. 楊飛,周丹,秦元成,徐海濤,張余寶,張芹,謝宇,李明俊.  材料導(dǎo)報(bào). 2020(11)
[2]Ag納米粒子等離子體共振增強(qiáng)太陽(yáng)能電池吸收[J]. 蔣旭,蘇未安,殷超.  光電技術(shù)應(yīng)用. 2020(01)
[3]太陽(yáng)能光伏發(fā)電材料的研究進(jìn)展及發(fā)展前景[J]. 邵斌.  中國(guó)粉體工業(yè). 2020(01)
[4]太陽(yáng)能光伏發(fā)電材料的研究進(jìn)展及發(fā)展前景[J]. 邵斌.  中國(guó)粉體工業(yè). 2020 (01)
[5]基于一維光子晶體的1064nm激光窄帶濾光膜的設(shè)計(jì)[J]. 林偉麗,邱桂花,韓建龍,于名訊,張瑞蓉,牛玉超.  紅外技術(shù). 2019(03)
[6]正六邊形光子晶體光纖的進(jìn)化設(shè)計(jì)[J]. 楊鵬.  中國(guó)新通信. 2019(05)
[7]二維硅基光子晶體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作和應(yīng)用[J]. 劉浩楠,薛子川,劉鵬程,姜澄溢,張福寶,萬(wàn)勇.  青島大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[8]基于非富勒烯受體的溶液加工型全小分子太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展[J]. 何暢,侯劍輝.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(11)
[9]Sb2S3太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展[J]. 王心怡,王志強(qiáng),張文帥,蘇進(jìn)展.  化工進(jìn)展. 2018(11)
[10]基于一維超導(dǎo)體光子晶體的可調(diào)光波反射器的設(shè)計(jì)[J]. 黃蓓,王曉華.  太原師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)

博士論文
[1]有機(jī)/硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的界面調(diào)控及集成能源收集器件研究[D]. 王玉生.蘇州大學(xué) 2019
[2]CrON基太陽(yáng)能選擇性吸收涂層的制備及其性能研究[D]. 魏東輝.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]半透明聚合物太陽(yáng)能電池的研究[D]. 徐洋.吉林大學(xué) 2013

碩士論文
[1]光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)對(duì)太陽(yáng)能電池性能的影響[D]. 何源君.南京郵電大學(xué) 2015
[2]二維光子晶體波導(dǎo)慢光及其動(dòng)態(tài)調(diào)制研究[D]. 王雪瑩.北京郵電大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3682117