افزایش جذب نور خورشید با آرایه متناوب فراسطحی: مروری بر جذب کننده های خورشیدی پهن باند فراسطحی

در این مقاله یک بررسی اجمالی بر روی جذب کننده های نوری پربازده فراسطحی ارائه شده است. به طور معمول بر روی یک لایهی دی الکتریک، یک الگویی از ساختار متناوب فراسطحی و در بعضی ساختارها، یک ورق گرافن تک لایه مجتمع شده است تا پهنای باند بالایی را برای جذب نور خورشید فراهم نماید. نتایج حاصل از شبیهسازی چنین ساختارهایی نشان میدهد که میانگین جذب، برای جذب کننده فراسطحی بیش از ۸۰ درصد می تواند باشد. لایهی بالایی فراسطحی با اشکال مختلف از جمله هرمی، دایره ای، X شکل، C شکل، L شکل و ... از موادی همچون تنگستن می تواند طراحی گردد. از طرفی لایهی زیربنا نیز از مواد مناسب همچون تنگستن ساخته شده که به جذب نور الکترومغناطیسی ورودی کمک میکند. فرکانس تشدید میتواند در یک رنج فرکانسی وسیع تنظیم گردد، با عوض کردن پارامترهای مختلف فیزیکی، جذب کننده مورد نظر طراحی می شود. چنین جذب کننده هایی حتی برای طراحی سنسورهای نوری و دستگاههای فتوولتائیک مفید است. دو پارامتر حائز اهمیت در یک جاذب نور خورشید شامل درصد جذب و پهنای باند آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. مشاهده خواهد شد که برای دستیابی به بیشترین ضریب جذب (۹۰ درصد و بالاتر ) در بازده های گسترده ای از طول موج نور خورشید، پیاده سازی الگوهای فراسحطی و همچنین استفاده از خواص نوری گرافن لازم می باشد.

کلیدواژه ها:

سلول خورشیدی ، جذب کننده ، فراسحی.