设计和优化一个极化不敏感的Ti/TiO2元材料吸收器,使用粒子群优化,用于宽带太阳能热应用
Mohammed R Saeed1, Saif H Abdulwahid2,3, Tara Afra4
1Department of Electrical Power Engineering, Al-Hussain University College, Kerbala, Iraq.
Scientific reports
|December 15, 2025
概括
本研究介绍了一种使用和二氧化的超宽带元材料吸收器. 它在广泛的光谱中实现了高吸收,显示了太阳能收集的巨大潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学是什么?光学是什么?光学是什么?
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 超材料吸收器对于能量收集和传感至关重要.
- 现有的吸收器往往受到限制的带宽和极化灵敏度的影响.
研究的目的:
- 提出一个极化不敏感的超宽带元材料吸收器.
- 为了实现高的太阳能吸收效率和热排放效率.
主要方法:
- 在多层架构中使用 (Ti) 和二氧化 (TiO2) 共振器.
- 使用粒子群优化 (PSO) 优化结构.
- 在各种极化状态和冲击角度下分析吸收性能.
主要成果:
- 在3533nm带宽 (467-4000nm) 实现了98.99%的平均吸收.
- 保持高吸收率 (>80%TM,>90%TE) 在高达60°的冲击角度.
- 经过证明的强度,在250-4919nm范围内吸收超过90%.
- 达到98.17%的太阳吸收效率和99.26%的热排放效率.
结论:
- 拟议的超材料吸收器提供超宽带操作和高效率.
- 它的极化不敏感性和宽接收角度使其适用于太阳能应用.
- 与现有的基于Ti的吸收器相比,该设计显示出更高的性能.
