本文主要研究内容
作者汪洋（2019）在《基于微纳结构的光谱调控及其在太阳能热光伏中的应用》一文中研究指出：太阳能热光伏是一个可以实现高效光电转换的技术,它吸收太阳的全光谱能量,再转换为窄带辐射到热光伏电池上,理论上可以突破传统单结太阳能电池的极限,达到85.4%的效率。本论文从这一技术的基本原理和结构要求出发,设计制备了其中关键的光谱调控器件,包括吸收体、滤波器和集成吸收发射器件,针对系统中的辐射损耗问题提出有效解决方案,并搭建了光谱调控型的太阳能热光伏系统。选择性吸收体的截止宽度是指其吸收光谱从高吸收率向低吸收率过渡的波长宽度。太阳能热光伏系统中,选择性吸收体的太阳能光热转换效率会随着截止宽度的减小而增大。我们提出以减小吸收截止宽度来提高太阳能吸收效率的方法,设计并制备了基于硅纳米线的吸收体,由于半导体的本征的光谱选择性,其截止宽度仅有200 nm,小于大多数报道的吸收体的截止宽度,有效降低系统中的辐射损耗,这一器件适用于低聚光倍数下的太阳能热光伏系统。对于系统中的电池,对应带隙能量的窄带光谱的光电转换效率最高,但是目前报道的大多数发射体的发射光谱都很宽,大于1000nm,大大降低了发射光谱的光电转换效率,我们设计并制备了基于布拉格反射镜结构的窄带滤波器,从而优化发射体的发射光谱性能。我们制备的器件在2 μm波段构建了带宽130 nm的高透射率通带,有效减小了发射光谱带宽,并提高了系统效率。虽然系统的吸收和发射光谱得到了优化,但是开放的太阳能热光伏结构仍然会存在大量辐射逃逸损耗从而降低系统效率。我们发现吸收和发射功能的集成能够用于辐射逃逸损耗的抑制,并降低系统的工程难度。我们设计并制备了集成吸收和发射双功能的光谱调控器件,器件在400-1000 nm的可见光波段达到了 0.8的高吸收率,在红外目标波长达到0.97的高发射率,且具有很好的高温稳定性。这一器件适用于笼式太阳能热光伏系统,有效降低系统的辐射逃逸损耗。在以上器件设计制备的基础上,我们进而发现和总结了太阳能热光伏系统的两个基本要求,器件工作温度的维持和高效的辐射传递。我们设计并制造了一套光谱调控型的太阳能热光伏系统,系统在16W的输入功率下,加热吸收体和发射体到达1241 K,取得了 5.04%的实验效率。
Abstract
tai yang neng re guang fu shi yi ge ke yi shi xian gao xiao guang dian zhuai huan de ji shu ,ta xi shou tai yang de quan guang pu neng liang ,zai zhuai huan wei zhai dai fu she dao re guang fu dian chi shang ,li lun shang ke yi tu po chuan tong chan jie tai yang neng dian chi de ji xian ,da dao 85.4%de xiao lv 。ben lun wen cong zhe yi ji shu de ji ben yuan li he jie gou yao qiu chu fa ,she ji zhi bei le ji zhong guan jian de guang pu diao kong qi jian ,bao gua xi shou ti 、lv bo qi he ji cheng xi shou fa she qi jian ,zhen dui ji tong zhong de fu she sun hao wen ti di chu you xiao jie jue fang an ,bing da jian le guang pu diao kong xing de tai yang neng re guang fu ji tong 。shua ze xing xi shou ti de jie zhi kuan du shi zhi ji xi shou guang pu cong gao xi shou lv xiang di xi shou lv guo du de bo chang kuan du 。tai yang neng re guang fu ji tong zhong ,shua ze xing xi shou ti de tai yang neng guang re zhuai huan xiao lv hui sui zhao jie zhi kuan du de jian xiao er zeng da 。wo men di chu yi jian xiao xi shou jie zhi kuan du lai di gao tai yang neng xi shou xiao lv de fang fa ,she ji bing zhi bei le ji yu gui na mi xian de xi shou ti ,you yu ban dao ti de ben zheng de guang pu shua ze xing ,ji jie zhi kuan du jin you 200 nm,xiao yu da duo shu bao dao de xi shou ti de jie zhi kuan du ,you xiao jiang di ji tong zhong de fu she sun hao ,zhe yi qi jian kuo yong yu di ju guang bei shu xia de tai yang neng re guang fu ji tong 。dui yu ji tong zhong de dian chi ,dui ying dai xi neng liang de zhai dai guang pu de guang dian zhuai huan xiao lv zui gao ,dan shi mu qian bao dao de da duo shu fa she ti de fa she guang pu dou hen kuan ,da yu 1000nm,da da jiang di le fa she guang pu de guang dian zhuai huan xiao lv ,wo men she ji bing zhi bei le ji yu bu la ge fan she jing jie gou de zhai dai lv bo qi ,cong er you hua fa she ti de fa she guang pu xing neng 。wo men zhi bei de qi jian zai 2 μmbo duan gou jian le dai kuan 130 nmde gao tou she lv tong dai ,you xiao jian xiao le fa she guang pu dai kuan ,bing di gao le ji tong xiao lv 。sui ran ji tong de xi shou he fa she guang pu de dao le you hua ,dan shi kai fang de tai yang neng re guang fu jie gou reng ran hui cun zai da liang fu she tao yi sun hao cong er jiang di ji tong xiao lv 。wo men fa xian xi shou he fa she gong neng de ji cheng neng gou yong yu fu she tao yi sun hao de yi zhi ,bing jiang di ji tong de gong cheng nan du 。wo men she ji bing zhi bei le ji cheng xi shou he fa she shuang gong neng de guang pu diao kong qi jian ,qi jian zai 400-1000 nmde ke jian guang bo duan da dao le 0.8de gao xi shou lv ,zai gong wai mu biao bo chang da dao 0.97de gao fa she lv ,ju ju you hen hao de gao wen wen ding xing 。zhe yi qi jian kuo yong yu long shi tai yang neng re guang fu ji tong ,you xiao jiang di ji tong de fu she tao yi sun hao 。zai yi shang qi jian she ji zhi bei de ji chu shang ,wo men jin er fa xian he zong jie le tai yang neng re guang fu ji tong de liang ge ji ben yao qiu ,qi jian gong zuo wen du de wei chi he gao xiao de fu she chuan di 。wo men she ji bing zhi zao le yi tao guang pu diao kong xing de tai yang neng re guang fu ji tong ,ji tong zai 16Wde shu ru gong lv xia ,jia re xi shou ti he fa she ti dao da 1241 K,qu de le 5.04%de shi yan xiao lv 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自南京大学的汪洋，发表于刊物南京大学2019-11-14论文，是一篇关于太阳能论文,热光伏论文,选择性吸收体论文,红外发射论文,窄带滤波器论文,南京大学2019-11-14论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自南京大学2019-11-14论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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