光栅表面太阳能电池吸收特性及其优化

本文从电磁场理论出发,运用时域有限差分方法(FDTD)研究了硅太阳电池表面光栅结构在电池工作波段的吸收特性,讨论_广光栅深度对光谱特性的影响.为得到更好的吸收效果,优化了太阳能电池表面的光栅结构,加强了电池表面对太阳光的吸收,提高了电池的效率.     

热致变色材料的吸收控制研究

(La1-xSrx)MnO3型热致变色材料是一种新型热致发射率变化功能材料,该材料的最大不足在于对太阳辐射具有很大的吸收率.针对以上问题,本文将一维微结构光谱控制特性应用于(La1-xSrx)MnO3型热致变色材料的吸收控制研究,根据太阳辐射能量分布及热致变色材料的应用温度,分析了一维微结构与热致变色材料的匹配特性,确定了一维微结构的光谱特性及其带宽.采用遗传算法优化设计了一维微结构,计算了优化结构的光谱特性,根据其光谱特性分别评估和计算了吸收控制性能和发射率变化特性,并进行了深入分析.     

一维光子晶体在热光伏技术中的应用

将光子晶体的禁带特性应用于热光伏技术的光谱选择控制.针对锑化镓(GaSb)热光伏电池,采用硅(Si)和二氧化硅(SiO2)优化设计了一维光子晶体滤光器.研究了这种滤光器的光谱特性,分析了滤光器的介质层厚度偏差、周期以及热辐射能量入射角度对滤光器光谱特性的影响,研究了高温辐射体不同温度时这种滤光器的光谱效率.     

高层非局地热力平衡大气对红外临边辐射的影响分析

采用大气逐线辐射传递计算模型——前向参考辐射模型(RFM),计算了高层大气在局地热力平衡状态(LTE)与非局地热力平衡状态(non-LTE)条件下主要大气分子红外光谱带的临边辐射。以定义的相对偏差为指标,分析了白天与夜间情况下non-LTE大气对红外临边辐射的影响,确定了LTE条件的大气高度适用范围,并对白天与夜间的临边辐射进行比较。分析结果表明,高层大气在non-LTE与LTE条件下的红外临边辐射有显著偏差,白天太阳抽运作用会增加这两种条件下的偏差。在白天与夜间环境下,部分光谱带的辐射会有明显差异。除白天CO24.3μm光谱带外,其他光谱带在60km以下non-LTE与LTE不会有较明显偏离,其中CO215μm光谱带能达到80km左右。分析结果可为高层大气辐射计算模型提拱理论基础。     

一维光子晶体热辐射光谱控制模拟研究

将一维金属-介质光子晶体应用于热辐射光谱控制,基于电磁波理论建立了光谱能量关系和光谱特性计算方法.采用钨(W)和二氧化硅(SiO2)设计了一维金属-介质光子晶体,从麦克斯韦方程组出发,研究了该一维结构的光谱特性.研究结果表明,该结构能够有效地结合材料自身光谱属性和光子晶体的光谱控制特性实现热辐射光谱特性的选择控制,可被用于热光伏系统实现热辐射光谱控制.     

一种增强LED光提取效率的新方法

本文从分析全内反射中的近场倏逝波出发,提出了在近场倏逝波衰减长度内置一金属Ag光栅的LED结构模型,同时基于时域有限差分(FDTD)方法计算了此模型的光谱特性,分析了此LED模型的光提取效率。结果表明置入的金属Ag光栅在特定的波段可以将近场倏逝波耦合为传播波模式辐射出去,从而有效地增强了LED的光提取效率。     

微结构表面热辐射光谱特性的分析方法

微结构表面热辐射光谱特性研究分析的一个主要问题在于表面微结构复杂的空间自由度以及计算方法.针对以上问题本文建立了任意微结构表面的物理模型,基于电磁波理论给出了微结构表面热辐射满足的麦克斯韦方程组.将时域有限差分方法(FDTD)用于麦克斯韦方程组的离散求解,引入场分离处理方法,直接计算提取反射场量,进而采用坡印廷定理计算得到能流以及光谱特性.最后,分别计算了随机微结构表面和微腔表面的热辐射光谱特性,并与相关文献的实验以及计算结果进行了比较.     

大气传输特性对目标与背景红外辐射特性的影响

本文对影响大气红外辐射透过率和大气自身的红外辐射因素及计算方法进行了讨论，利用大气传输特性分析软件－LOWTRAN7分析计算了大气红外辐射的透过率和大气自身的红外辐射，并讨论了大气辐射与吸收对目标与背景红外辐射特性的影响，对利用理论模型得到的目标与背景红外辐射图像进行了修正，获得了比较接近实际的红外模拟热图像。     

太阳能热光伏系统辐射器热设计

本文针对太阳能热光伏系统中的能量吸收模块,建立了不同结构的灰体辐射吸收器吸收太阳能及瞬态导热过程的数理模型.通过数值模拟获得了吸收相同太阳能时各辐射器的温度分布及能量泄漏量,结果表明在四种辐射器结构中,球形辐射器具有较好的辐射热性能,更适用于STPV系统;而通过将四种不同材料的选择性辐射器和灰体辐射器比较发现,选择性辐射器可显著减小辐射能量中的不可用部分,从而提高系统性能和稳定性.     

垮越临界温度的分子筛吸附: 微孔体积填充理论的适用性

用高真空重量法测定了NaX分子筛对不同吸附质NH3, H2O, C2H5OH等的吸附等温线, 用微孔体积填充理论对吸附等温线进行非线性拟合, 得到满意结果。表明该理论不但可扩展到以静电场为主的吸附体系, 还可适用于吸附温度高于吸附质临界温度的吸附体系。计算结果表明, NaX吸附不同吸附质测得的极限空腔体积基本相同, 且与结构分析得到的空腔体积一致, 进一步表明微孔体积填充理论对该体系的适用性。计算了各种吸附质的极限吸附量, 以及某填充度下的蚊分吸附热随着温度的变化趋势。可为固体吸附式制冷系统的设计与制造提供理论依据及有关掺数。