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具有高分数带宽的太阳能收集完美超材料吸收器

DOI：10.1371/journal.pone.0207314 期刊：PLOS ONE 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要： 一项具有高分数带宽（FBW）的新型完美超材料吸收器（PMA）被研究并验证用于太阳能收集?；谕昝莱牧系奶裟艿绯赝ü銮咳肷涞狡骷系奶舻绱挪ǎ岣呦低承侍峁┝丝赡?。所设计的结构主要针对可见光频段，以高效利用太阳能。通过参数研究对设计结构的测量值进行分析，从而表征该吸收器。采用基于有限时域差分（FDTD）方法的CST仿真器进行图案参数设置和吸光度分析。该超材料在523.84 THz和674.12 THz谐振频率下分别实现了近99.96%和99.60%的完美吸收。此外，研究了吸收的FBW，发现其值为39.22%。结果表明，所设计的PMA能在横电（TE）和横磁（TM）两种模式下达到极高的吸收峰值。数值结果还表明，该结构配置对偏振角不敏感。此外，该结构吸光度的变化为这些频段提供了一种新型传感器应用。因此，所提出的超材料吸收器在可见光频段具有完美吸收特性，可用于可再生太阳能收集应用。
作者： Mohammad Jakir Hossain，Mohammad Rashed Iqbal Faruque，Tariqul Islam
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究一种用于太阳能收集应用的高分数带宽新型完美超材料吸收器（PMA）的设计与验证。

研究成果

设计的PMA在523.84 THz和674.12 THz频率下分别实现了99.96%和99.60%的高吸收峰值，具有39.22%的高分数带宽。该结构对偏振角不敏感，在太阳能收集和传感器技术领域具有潜在应用价值。研究表明超材料吸收体用于高效太阳能利用具有可行性。

研究不足

该研究聚焦于可见光频段，可能未涵盖太阳能的全部光谱范围。文中未讨论光伏微天线（PMA）在大规模太阳能采集应用中的实际实施与可扩展性问题。

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