热光伏转换中光学滤波器红外选择特性研究

摘要

热光伏系统由热辐射器、光学滤波器、热光伏电池组件、热回收器和辅助组件组成。本文主要研究光学滤波器，光学滤波器也即光谱控制器，用来实现热辐射与热光伏电池之间的光学匹配，主要作用是透过所需波段红外光，并将热光伏电池不能转换成电能的红外光反射回热辐射器重新利用。光学滤波器直接影响到热光伏系统的转换效率，因此对其选择特性进行研究就显得尤为重要。 本文以光学薄膜理论知识为基础确定光学滤波器膜系的初始结构。并比较各种膜系设计软件的优缺点，选择合适的薄膜设计软件。在选定TFCALC膜系设计软件后，根据其特点、功能及自动设计的原理对初始结构进行优化设计，经多次尝试，得到最优的膜系结构，基本达到了设计目标。最后，参照现有镀膜技术，研究镀膜过程及镀制工艺参数对薄膜性能的影响，为下一阶段的镀膜工作做准备。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1热光伏转换系统及光学滤波器的研究背景及发展状况

1.1.1热光伏转换系统的研究背景及发展状况

1.1.2光学滤波器的研究背景及发展现状

1.2对光学滤波器红外选择特性的研究和研究意义

1.2.1现研究的问题

1.2.2光学滤波器红外选择特性研究的意义

2光学滤波器红外选择特性的理论基础

2.1光学滤波器红外选择特性的基本理论

2.1.1麦克斯韦方程

2.1.2平面电磁波

2.1.3光学导纳

2.1.4坡印廷矢量

2.2平面电磁波在单一界面上的反射和折射

2.2.1(E)和(H)的边界条件

2.2.2反射定律和折射定律

2.2.3菲涅尔公式

2.2.4第二介质是吸收介质的情况

2.2.5全反射

3 TFCALC软件在光学滤波器红外选择特性研究中的应用

3.1几种可用于光学滤波器膜系设计的软件

3.2 TFCALC的特点

3.3 TFCALC的功能

3.4光学薄膜自动设计原理

3.4.1评价函数

3.4.2优化方法

3.5设计步骤

4具有红外选择特性的膜系设计

4.1材料的选取、结构的选择及理论数值的计算

4.2设计过程

4.2.1初始结构的建立

4.2.2对初始膜系结构的调整及优化

5红外选择特性的光学滤波片的镀制工艺

5.1红外选择特性光学滤波片镀制工艺概况

5.1.1溅射法制备薄膜

5.1.2真空热蒸发法制备薄膜

5.1.3离子镀技术制备薄膜

5.2热蒸发镀膜技术中镀制工艺参数对薄膜性能的影响

5.3热蒸发法镀制红外选择特性光学滤波器的设备及自动化过程

5.3.1真空镀膜机

5.3.2镀膜过程自动化

6结论

致谢

参考文献