太陽(yáng)光譜選擇性的微納光子結(jié)構(gòu)特性和制備研究.pdf

1、在可持續(xù)發(fā)展的低碳經(jīng)濟(jì)中,太陽(yáng)能資源作為一種豐富和清潔的新能源,正日益受到當(dāng)今世界的廣泛關(guān)注。太陽(yáng)能的光熱能量轉(zhuǎn)換是一種重要的太陽(yáng)能利用形式,能夠與太陽(yáng)輻射的寬光譜相匹配,具有光電轉(zhuǎn)換器件難以比擬的高效率優(yōu)點(diǎn)。本論文結(jié)合高效率光熱轉(zhuǎn)換應(yīng)用的特點(diǎn),對(duì)多種微納光子吸收器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特性和制備工藝及其性能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究和探索:
　　1.采用傳輸矩陣的方法設(shè)計(jì)了可供實(shí)用的多層金屬/氧化物薄膜結(jié)構(gòu)的光熱能量轉(zhuǎn)換器件,能夠?qū)崿F(xiàn)在太陽(yáng)輻射的峰值

2、譜區(qū)(可見(jiàn)光和近紅外波段)超過(guò)90％的高吸收率。在此基礎(chǔ)上,采用射頻濺射工藝實(shí)現(xiàn)了微納器件結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)和制備,通過(guò)橢圓偏振光譜測(cè)量對(duì)其透射和反射特性進(jìn)行了研究分析,與器件的設(shè)計(jì)特性相吻合,并計(jì)算了該器件結(jié)構(gòu)的熱輻射率,在正入射時(shí)僅為0.063。證實(shí)了這種設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)太陽(yáng)輻射譜的選擇性吸收,具有很高的光熱轉(zhuǎn)換效率和很低的熱輻射率。這是一種無(wú)機(jī)金屬/氧化物薄膜微納結(jié)構(gòu)器件,取材廣泛,制備工藝較簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本較低,性能穩(wěn)定,清潔無(wú)污染。

3、>　　2.對(duì)基于雙光子吸收的微納結(jié)構(gòu)制備工藝進(jìn)行了改進(jìn),通過(guò)光學(xué)元件軸棱錐(axicon)的引入,利用其與聚焦透鏡組合產(chǎn)生的聚焦區(qū)間——貝塞爾區(qū)域,顯著提高了這類(lèi)微納結(jié)構(gòu)器件的制備效率。對(duì)兩個(gè)不同軸棱錐相對(duì)應(yīng)的貝塞爾區(qū)域的特性進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)的研究,歸納出所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)隨曝光激光密度的特性變化規(guī)律,并制備了三維的微納晶格結(jié)構(gòu)。證實(shí)了該方法能夠在確保雙光子吸收聚合高精度的條件下,實(shí)現(xiàn)微納結(jié)構(gòu)器件的高效率制備。
　　3.在雙光子聚合加工的