刘杰
- 作品数：5 被引量：28H指数：3
- 供职机构：青海大学新能源光伏产业研究中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信电气工程更多>>
- 衍射光栅和光子晶体增强晶体硅薄膜太阳电池光俘获的模拟被引量：1
- 2016年
- 提出了一种可以吸收宽光谱的晶体硅薄膜太阳电池结构，其中增透膜为三角形衍射光栅，背反射层由以晶体硅为背景的三角晶格的空气圆柱形光子晶体组成。采用严格耦合波理论和平面波展开法，模拟研究了衍射光栅和光子晶体对提高电池吸收率的影响。结果表明，入射角度在0°～60°之间，增透膜在380～1100nm波长范围内存在高透射率，背反射层在800～1100nm波长范围内存在高反射率。对于有源层厚度为20μm的晶体硅薄膜太阳电池，在入射波为TM偏振状态下，自然光垂直入射时，三角形衍射光栅使光吸收率增加18％，二维光子晶体使光吸收率增加6％。有增透膜和背反射层的晶体硅薄膜太阳电池，当入射角度小于60°时，在380～850nm波长范围内平均吸收率为87．6％，在850～1000nm波长范围内平均吸收率为49％。
- 卢辉东铁生年刘杰
- 关键词：探测器太阳电池衍射光栅光子晶体
- 多信道二维光子晶体滤波器被引量：17
- 2016年
- 根据光波模在光子晶体线缺陷波导和环形谐振腔之间的耦合原理,在二维三角晶格光子晶体中设计了一款由线缺陷主波导、环形谐振腔、60°弯下载波导组成的多信道下载滤波器。利用平面波展开方法计算了完整光子晶体及线缺陷波导的能带结构;基于时域有限差分方法计算了各目标频率光信号在器件中的传输特性,分析了影响器件耦合效率的因素并对其进行了改进。分析表明:通过改变环形谐振腔内介质柱的半径可以调节光子晶体环形谐振腔的谐振频率,而改变线缺陷主波导与环形谐振腔之间耦合区域中介质柱的形状以及将直下载波导改换成60°弯下载波导可以提高线缺陷主波导、60°弯波导与环形谐振腔之间的耦合效率。计算结果显示:优化后的多信道二维光子晶体滤波器具备优良的选频功能,各目标频率光信号的透射率均达90%以上。与传统半导体介质材料器件相比,该器件体积较小,结构简单,易于大规模集成,很有应用前景。
- 刘杰铁生年卢辉东
- 关键词：光子晶体平面波展开法时域有限差分法
- 四通道二维光子晶体解波分复用系统被引量：3
- 2015年
- 利用光子晶体环形腔缺陷模与线缺陷波导之间的共振耦合原理,设计了一种由主波导、环形腔和60°弯波导组成的四通道二维三角晶格光子晶体解波分复用系统。通过平面波展开法计算线缺陷波导的能带结构;利用时域有限差分法(FTDT)计算了不同频率的光波在该系统中的传输特性。最后,分析了影响输出效率和品质因子的因素并对该系统进行了改进。分析表明:改变环形腔内介质柱的半径可调节谐振频率,而在主波导末端增加反射介质柱以及改变耦合区域中介质柱的形状可提高各通道的谐振频率光波的透射率。计算结果显示:该系统较好地实现了4个波长的解波分复用,透射率均达90%以上。另外,该系统结构简单,便于加工制造,且体积小,有利于大规模集成。
- 沈宏君刘杰李婷李新兰
- 关键词：二维光子晶体时域有限差分法
- 一种新型高透射率高品质因子光子晶体耦合腔波导结构被引量：1
- 2014年
- 提出了一种在二维三角晶格光子晶体线缺陷波导中放置椭圆空气孔的耦合腔波导结构。基于平面波展开法,利用MPB对线缺陷波导的能带结构进行了计算并给出能带图。基于时域有限差分法(FDTD),利用MEEP对椭圆空气孔在波导中的排列方式、数量、尺寸进行优化设计,并对频率位于微腔共振频率处的光波在耦合腔波导结构中的品质因子和传输特性进行研究与比较,给出了电场分布图。仿真结果表明,当椭圆空气孔的长轴方向纵向排列时,相应的微腔共振频率在光子禁带内可获得90%以上的透射率,对应的品质因子Q可达104量级;选择合适的参数,获得的Q可高达107量级,对应共振频率的透射率仍在60%以上。
- 刘杰沈宏君吕冬妮
- 关键词：二维光子晶体时域有限差分品质因子透射率
- 银纳米光栅增加晶体硅薄膜太阳能电池光吸收的研究被引量：6
- 2016年
- 为了提高晶体硅（c-Si）薄膜太阳能电池对光的俘获能力，提出了一种可以显著增强光吸收的电池结构，该结构由减反射层、有源层和背反射镜组成。基于有效折射率调制的基本原则和严格耦合波理论，通过数值计算与仿真讨论了不同结构层的光学特性，计算了减反射层的透射率、背反射镜的反射率和经过优化后的c-Si薄膜太阳能电池的吸收率。在AM1．5G（地表面上接受到的以48。入射的太阳光谱，包含漫反射）照射下，当入射角小于75°，有源层的厚度为20μm时，太阳能电池在400～850nm、850～1000nm、1000～1100nm波长范围内平均吸收率分别为85．7％、49％、14％，有效弥补了c—Si薄膜太阳能电池近红外波段吸收不足的缺陷。
- 卢辉东铁生年刘杰
- 关键词：光伏太阳能电池表面等离子体激元
