Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Июня 2013 в 19:59, курсовая работа
Фотонный кристалл — это материал, структура которого характеризуется периодическим изменением показателя преломления в пространственных направлениях . Фотонные кристаллы, благодаря периодическому изменению коэффициента преломления, позволяют получить разрешённые и запрещённые зоны для энергий фотонов, аналогично полупроводниковым материалам, в которых наблюдаются разрешённые и запрещённые зоны для энергий носителей заряда . Практически, это значит, что если на фотонный кристалл падает фотон, обладающий энергией (длиной волны, частотой), которая соответствует запрещённой зоне данного фотонного кристалла, то он не может распространяться в фотонном кристалле и отражается обратно. И наоборот, это значит, что если на фотонный кристалл падает фотон, обладающий энергией (длиной волны, частотой), которая соответствует разрешённой зоне данного фотонного кристалла, то он может распространяться в фотонном кристалле
Введение
3
Применение фотонных кристаллов в солнечных элементах. Основные идеи реализации.
4
Пример реализации
7
Выводы
12
Список литературы
13
Для максимального напряжения холостого хода от солнечных батарей, важно свести к минимуму рекомбинации носителей, одним из эффективных способов которой является сокращение толщины пленки. Однако, необходимо поддерживать высокий потенциал поглощаемого света.
РБО решетки могут быть разработаны с использованием практического процесса изготовления для Si решетки РБО с текущей совместимостью CMOS на кремниевой подложке. Во-первых, оптическая проекционая литография используется чтобы получить картину подложки в решетках с периодом порядка длины волны, тогда HBr плазма используется для точного контроля глубины травления. После РБО стеки направлены на использование LPCVD используя Si3N4: дихлорсилана (SiCl2H2) и аммиак (NH3) при 200 мТорр, 7750С. и поли-Si: Силан (SiH 4) на 150-300 мторр, 625оC. Заметим, также может быть использован поддельный PECVD.
Периодичность решетки составляет порядка длины волны, с тем чтобы быть в режиме сильной дифракции, которая определяется как . λ g /n Si ≈1.1 μm/n Si Толщина решетки определяется как λ/4n Si , чтобы убрать 0-й порядок света. Отмена 0го порядка и +1 и -1 порядков делается, чтобы достигнуть высокого угла изгиба.
Фиг. 6 показывает характеристики отклоняющегося света изобретательской решетки РБО использующей изобретенную заднюю часть отражателя.[4] График показывает, что угол отклонения света увеличивается с длиной волны. Свет с λ больше 310 нм может быть подвергнут полному внутреннему отражению. Свет с λ между 0,8. мкм и 1,1мкм, может быть отклонен на 47- 90 ° и сформирован управляющим режимом. Увеличение длины оптического пути может быть в 105 раз. [4]
Выводы
В нынешнее время человечество ищет неисчерпаемые источники энергии. Солнечные батареи являются таковыми, так как по приблизительным подсчетам, реакции в солнце будут проходить еще 5 миллиардов лет. Проблема заключается в том, что цена за 1 кВт/час электричества превышает 8 раз, чем обычные (ядерные и гидра) источники энергии. Проблему может решить использование фотонных кристаллов в солнечных элементах. За счет своего периодического строения и наличия так называемой «запрещенной» и «разрешенной» зоны для определенных длин волн, фотонные кристаллы способны увеличить производительность солнечных элементов и уменьшить толщину слоя кремния, который используется для преобразования солнечной энергии в электрическую. Тем самым уменьшив стоимость изготовления выработанной ими энергии и стоимость их производства.
Так же солнечная энергия является экологически чистым источником энергии, что есть очень хорошо при нынешнем загрязнении окружающей среды и поиском экологически чистых и безотходных источников электрической энергии.
Я считаю, что в ближайшие
10 лет солнечные источники
Список литературы
Информация о работе Применение фотонных кристаллов в солнечных элементах. Основные идеи реализации