基于二维光子晶体的宽带高吸收太阳能吸收器

孙大伟 Sun Dawei,李长红 Li Changhong, 易凌俊 Yi Lingjun, 王再鹏 Wang Zaipeng

ACTA OPTICA SINICA（2021）

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摘要

具有宽带高吸收特性的吸收器是太阳能利用的关键.设计了一种含有抗反射层的基于二维光子晶体结构的太阳能吸收器,其中砷化镓(GaAs)作为吸收介质,被填充到具有四方晶格结构的二维光子晶体的钨(W)基底圆形空腔中.采用有限元法进行了模拟计算分析,结果表明,在300～2500 nm的波长范围内,吸收器的平均吸收率为92.5％,有效吸收率高达94.9％,入射仰角为50°时,有效吸收率仍有90.13％.该结构具有全太阳光谱高吸收、偏振不敏感和广角吸收等特点.研究结果为高性能太阳能吸收器的设计提供了参考.

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关键词

materials, solar absorber, two-dimensional photonic crystal, antireflection film, absorption spectrum, full solar spectrum

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