基于汽车尾气余热的TPV系统设计和性能分析

发布时间：2024-04-13 05:19

　　随着理论研究的不断深入和现代微加工技术的飞速进步，光子学经历着前所未有的发展，产生了许多新的交叉学科和新兴研究方向，纳米光子学即为产物之一。其主要研究光与物质在微纳米尺度下的相互作用规律及其在光的产生、光谱调控、传输、传感和探测等方面的应用。 本文针对汽车尾气能量巨大，造成环境热污染严重等时事问题，以尾气余热TPV发电为研究背景，结合已报道光伏电池的响应范围及效率，选用了禁带波长3.2μm的InAsSbP/InAs型PV电池为研究对象。设计了与该PV电池匹配的滤波器和选择辐射器，实现了TPV系统的光谱调控。 依据电磁学理论设计了一维(LH)4型Si-SiO₂光子晶体滤波器，仿真结果显示：结构在3.2⁶.2μm波段形成高反射带，1.59³.2μm则是高透射带，其能实现所选PV电池的光谱调控。但高通带内振荡波峰多、反射峰值较高，针对此类问题，依据反射层原理和介质层的等效折射率理论优化设计出L/2H(LH)3和1.12(L/2HL/2)(L/2HL/2)21.16(L/2HL/2)型滤波器，实现通带内振荡峰及反射峰值的大幅下降...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1汽车尾气节能潜力分析

1.2课题相关研究概述1.2.1汽车尾气余热利用技术概况由于汽车尾气携带的能量非常巨大，所以其吸收利用具很大的潜在应用价值。目前其利用方式主要有内燃机式、热电式及制冷式。用途广泛，如通过热管型换热器为车厢供暖，特殊换热器加热水产生蒸汽蒸煮食物，为普通汽车空调系统、冷藏运输类卡....

图1-2SeebeckEffect原理图

1.2课题相关研究概述1.2.1汽车尾气余热利用技术概况由于汽车尾气携带的能量非常巨大，所以其吸收利用具很大的潜在应用价值。目前其利用方式主要有内燃机式、热电式及制冷式。用途广泛，如通过热管型换热器为车厢供暖，特殊换热器加热水产生蒸汽蒸煮食物，为普通汽车空调系统、冷藏运输类卡....

图1-4垂直入射反射特性

择性辐射器因能实现不同波长、不同带宽的良好调控而器共同目标是：增加能量大于PV电池禁带能产生光生表面，减少其它波段不可用光子到达电池表面，以提高量。滤波器研究现状微结构光谱调控器件为光栅结构，在光栅结构光谱调控很重要的一部分研究内容。依据RCWA方法和等效介质率变化特性进....

图1-5Ag/SiO2/Ag光栅条结构图及反射特性

2007年，国内刘广平等人[50]设计了W-SiO2一维光子晶体结构应用于热光谱调控排列形式为(LH)10L，其中H为W，厚0.01μm，L为SiO2，厚0.22μm。研究结果该光子晶体结构在发挥组成材料自身光谱属性的同时结合光子晶体禁带特性对光，实现良好的选择....

本文编号：3952539