复合微结构表面太阳能吸收机理与调控方法

项目名称： 复合微结构表面太阳能吸收机理与调控方法

项目编号： No.51506085

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 杨理理

作者单位： 南京航空航天大学

项目金额： 21万元

中文摘要： 本项目针对微结构表面太阳吸收特性，以单一微结构表面辐射特性为基础，提出基于复合微结构的太阳能吸收表面。研究太阳辐射光子与复合微结构表面的相互作用关系，分析复合微结构形貌、尺寸和材料属性对表面吸收性能的影响，揭示太阳辐射光子与复合微结构的作用机制。建立太阳辐射光子沿复合微结构表面传播的理论模型，阐明不同单一微结构耦合作用下的复合微结构表面太阳能吸收性能的广角性，研究表面光子吸收性能不随入射角度变化的调控方法，建立太阳能全方向吸收方法。揭示TE/TM偏振方式引起复合微结构表面光子吸收特性变化的内在机理，建立太阳光子吸收偏振不敏感特性方法。阐明实验条件和微加工工艺参数对复合微结构表面形貌特征和太阳吸收性能的影响。项目的实施对于实现太阳能高效利用具有重要的科学价值，为高效太阳能吸收表面的研究奠定科学的理论基础。

中文关键词： 太阳辐射；复合微结构；吸收机理；广角性；偏振不敏感

英文摘要： For solar absorption characteristics of the microstructured surfaces, the composite microstructured surfaces are proposed based on the radiation characteristics of the single micro-structured surfaces. The relationship between the solar radiation photon and the composite microstructured surfaces is investigated. The effect of structure parameters and material properties on the absorption is analyzed. The coupling mechanism of the solar radiation photon and the composite microstructured surfaces is revealed. The theory model of the solar radiation photons along the composite microstructured surfaces is found. The absorption of the composite microstructured surfaces is elucidated under wide angles and different polarization modes. The internal mechanism of the absorption characteristics and the different polarization modes is clarified. The method of omnidirectional and polarization insensitive solar absorption is established. Furthermore, the morphology and absorption characteristics of the composite microstructured surfaces are illustrated under the alternation of experiment condition and process parameters. The project has a significant science value for the efficient utilization of the solar energy, and lays the theory basis for the investigation of structured surfaces of high efficient absorption.

英文关键词： Solar radiation;Composite microstructure;Absorption mechanism;Wide angles;Polarization insensitive