太陽能既是一次能源,又是用之不盡的可再生能源,它具有儲存量豐富、無需運輸和清潔等天然優(yōu)勢。太陽能已經逐漸進入通信、家用、工農業(yè)等人類活動的各個方面,合理利用可以使人類社會進入一個節(jié)約能源、減少污染的時代,對解決社會能源需求等方面有重要意義。迄今為止,太陽能的捕獲吸收和轉換效率依然較低,是制約整個產業(yè)發(fā)展的關鍵問題。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光譜。進而研究將金屬銀引入光子晶體中,并分析了該結構對太陽光譜的吸收特性和吸收場強在光子晶體內部的分布情況。若將此結構用于太陽能吸收利用裝置,可以有效地提高太陽能的吸收利用效率。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)、太陽光入射角以及光子晶體結構的周期數(shù)這四個因素對吸收率的影響,最優(yōu)結果體現(xiàn)在平均吸收率最高可達0.8380,當周期數(shù)超過10層時,平均吸收率大于0.6的高吸收區(qū)占整個頻段的51.63%。為光子晶體的設計及其在太陽能利用方面的應用提供重要依據。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稱結構,并研究分... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：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 國內外研究進展
    1.4 論文的主要工作
    1.5 全文結構
第二章 太陽能的吸收利用及光子晶體概述
    2.1 太陽能的吸收利用
    2.2 太陽能電池光譜吸收
    2.3 光子晶體在太陽能利用中的優(yōu)勢
    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 光子晶體的應用研究
        2.4.4 光子晶體理論研究方法
    2.5 小結
第三章 含金屬層一維三元光子晶體結構高吸收特性研究
    3.1 一維光子晶體帶隙結構的理論分析
    3.2 數(shù)值分析
        3.2.1 消光系數(shù)對吸收率A的影響
        3.2.2 色散系數(shù)對吸收率A的影響
        3.2.3 入射角度對吸收率A的影響
        3.2.4 周期數(shù)N對吸收率A的影響
    3.3 小結
第四章 含銀層三元一維光子晶體強吸收特性研究
    4.1 一維光子晶體結構設計及理論分析
    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 吸收率隨介質材料Si層厚度的變化
        4.2.3 吸收率隨介質材料MgF2層厚度的變化
    4.3 小結
第五章 含金屬銀層一維光子晶體的場分布
    5.1 入射光在光子晶體內部的場分布理論分析
    5.2 結構設計及其場強分布分析
        5.2.1 光子晶體結構中非金屬材料和金屬材料場強分析
        5.2.2 光子晶體對稱結構和非對稱結構場強分析
    5.3 數(shù)值分析
        5.3.1 金屬層厚度對電場分布的影響
        5.3.2 介質材料MgF2層的厚度對電場分布的影響
    5.4 小結
第六章 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]太陽能光伏發(fā)電材料的研究進展及發(fā)展前景[J]. 邵斌.  中國粉體工業(yè). 2020(01)
[4]太陽能光伏發(fā)電材料的研究進展及發(fā)展前景[J]. 邵斌.  中國粉體工業(yè). 2020 (01)
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博士論文
[1]有機/硅異質結太陽能電池的界面調控及集成能源收集器件研究[D]. 王玉生.蘇州大學 2019
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[3]半透明聚合物太陽能電池的研究[D]. 徐洋.吉林大學 2013

碩士論文
[1]光學調制結構對太陽能電池性能的影響[D]. 何源君.南京郵電大學 2015
[2]二維光子晶體波導慢光及其動態(tài)調制研究[D]. 王雪瑩.北京郵電大學 2010



本文編號：3682117