1.3　主要內(nèi)容

表面微結(jié)構(gòu)具有獨特的輻射特性，能對物體的光譜輻射特性和方向輻射特性進行調(diào)控，其廣泛地應(yīng)用于多種能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中。為提高太陽能電池表面對入射太陽光的吸收特性，本文把表面微結(jié)構(gòu)應(yīng)用到太陽能電池陷光結(jié)構(gòu)中，著重研究周期性光柵結(jié)構(gòu)作為太陽能電池吸收表面的輻射特性。主要包括以下內(nèi)容：

（1）介紹本課題的研究背景和意義，以及周期表面微結(jié)構(gòu)在能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和太陽能電池中的應(yīng)用現(xiàn)狀，最后給出了本文的主要研究內(nèi)容。

（2）介紹Maxwell方程及其本構(gòu)方程，以及求解Maxwell方程的兩種數(shù)值計算方法，并對這兩種數(shù)值計算方法進行驗證；此外還介紹了幾種常見的異常輻射現(xiàn)象：表面等離子體激元、伍德異常和空腔諧振效應(yīng)，并給出了預(yù)測異常現(xiàn)象出現(xiàn)位置的公式。

（3）太陽能電池表面一維光柵吸收輻射特性的研究。首先，利用嚴(yán)格耦合波分析法研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對一維簡單光柵吸收率的影響；隨后，提出兩種一維復(fù)雜凹形光柵結(jié)構(gòu)：一個光柵周期內(nèi)包含三個凹槽深度不同的簡單光柵的一維復(fù)雜凹形光柵Ⅰ和一個光柵周期內(nèi)包含兩個凹槽深度不同的簡單光柵的一維復(fù)雜凹槽光柵Ⅱ，并比較一維簡單光柵和一維復(fù)雜凹形光柵的輻射特性；最后，為得到吸收率較優(yōu)的光柵結(jié)構(gòu)，利用田口法對一維復(fù)雜凹形光柵的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，并對優(yōu)化結(jié)構(gòu)的角度依賴特性進行研究。

（4）太陽能電池表面二維光柵吸收輻射特性的研究。首先，提出一種一個周期內(nèi)包含兩個不同脊背高度的二維復(fù)雜凸形光柵Ⅲ，并對其吸收特性和角度依賴特性進行研究；隨后，利用時域有限差分法研究填充比、凹槽深度以及光柵周期對二維簡單凹形光柵吸收率的影響；最后，提出兩種二維復(fù)雜凹形光柵結(jié)構(gòu)：一個光柵周期內(nèi)包含兩個沿x軸方向排列且凹槽深度不同的二維簡單凹形光柵的二維復(fù)雜凹形光柵Ⅳ和一個光柵周期內(nèi)包含四個二維簡單凹形光柵的二維復(fù)雜凹形光柵V，比較二維簡單凹形光柵和二維復(fù)雜凹形光柵的吸收特性，利用田口法對二維復(fù)雜凹形光柵的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，并對優(yōu)化結(jié)構(gòu)的角度依賴特性進行研究。

（5）對本文的研究內(nèi)容做全面總結(jié)，并對后續(xù)研究提出幾點建議。