太陽能飛機的案例
世界上最大的太陽能飛機！
太陽能飛機顧名思義，就是以太陽輻射作為推進能源的飛機。太陽能飛機的動力裝置由太陽能電池組、直流電動機、減速器、螺旋槳和控制裝置組成。2016年7月26日，全球最大太陽能飛機“陽光動力”2號抵達阿聯(lián)酋首都阿布扎比，完成了環(huán)球飛行的壯舉。今天，小編就和大家聊聊這架不依靠燃料、不排放任何污染物、僅靠太陽能晝夜飛行的飛機。
“陽光動力2號”是瑞士人Bertrand Piccard和André Borschberg制造的第二款太陽能飛機。初代產(chǎn)品“陽光動力號”(Solar Impulse)曾在2012與2013年進行長距離飛行測試，2012年完成了瑞士飛往西班牙1116千米的不停站紀(jì)錄，2013年則完成了橫跨美國的飛行測試?！瓣柟鈩恿?號”使用了與前作大體相似的結(jié)構(gòu)，但是在核心部件部分都有了大幅更新。
聯(lián)合創(chuàng)始人伯特蘭·皮卡德與安德烈·波爾施博格
“陽光動力2號”翼展達到72米，比波音747還要寬，僅次于體積最大的商用客機A380（79.75米），龐大的機翼給了“陽光動力2號”足夠的升力。
陽光動力2號與波音747對比
“陽光動力2號”只有2.3噸，與一輛半家用汽車相當(dāng)。這主要得益于機身骨架使用的碳纖維蜂窩夾層材料，這種材料重量密度僅有25克每平方米，比紙還要輕3倍，但是強度完全滿足飛機的機械要求。飛機表面使用的是柔性蒙皮，主要目標(biāo)也是減重。
飛機的前緣、后緣都使用的碳纖維材料，其承載能力也比一般材料更好。飛機的艙體則使用的是保溫隔熱材料。
展開 極光飛行科學(xué)公司建造同溫層太陽能飛機奧德修斯
使用了峰值功率跟蹤技術(shù)，匹配太陽能光伏電池和電池包的輸出最小化損耗。
極光還開發(fā)了電機和雙葉可變距螺旋槳，安裝于機翼的下方和前方，保證氣流穩(wěn)定以提高效率。三條電動系統(tǒng)可保證機翼三段上的螺旋槳不會同時停轉(zhuǎn)。三冗余飛控系統(tǒng)基于獵戶座和極光的半人馬座可選有人駕駛飛機，使用了下一代軟件。奧德修斯起飛前，卡車?yán)?em>飛機的拖車到跑道上，從定位板上起飛。降落時，奧德修斯使用一次性起落架。
第一架飛機將由電池驅(qū)動，裝有測試用太陽能電池。第二、三架飛機將使用太陽能驅(qū)動。極光將從波多黎各起飛奧德修斯無人機，因為該地處東海岸20°緯度區(qū)域，有助于從馬納薩斯操控?zé)o人機。奧德修斯第一個使用者將是哈佛大學(xué)大氣化學(xué)教授、極光初創(chuàng)時的支持者之一吉姆·安德森。
08 第一架奧德修斯將由電池驅(qū)動完成試飛，在機翼上安裝一塊太陽能測試板。
相比之下，航空環(huán)境公司的太陽神打破了飛行高度記錄，但沒有跨夜飛過。谷歌和臉書的太陽能飛機發(fā)生過墜毀。與空客的西風(fēng)S相比，奧德修斯可搭更多有用載荷。這些都給奧德修斯未來創(chuàng)造紀(jì)錄提供了機遇。加上波音的支持，相信極光發(fā)展長航時太陽能無人機的野心會更大。
航空工業(yè)發(fā)展研究中心 蔡琰，王元元
展開 太陽能無人機：未來空中革命先鋒
2016 年7月，貝特朗·皮爾卡和安德烈·博爾施貝格駕駛由瑞士初創(chuàng)企業(yè)研制的“陽光動力”2號太陽能飛機，歷時16個月，完成了環(huán)球飛行。該飛機沒有耗費一滴燃 油，飛行了42438公里。那次飛行不僅創(chuàng)造了紀(jì)錄，也向世人宣告：從技術(shù)上講，完全可以乘坐不消耗任何化石燃料的飛機環(huán)游世界。
但科學(xué)家們的雄心不止于此！2019年，美國企業(yè)Skydweller買下了“陽光動力”的知識產(chǎn)權(quán)，這家擁有115名員工的公司的新目標(biāo)是使太陽能飛機實現(xiàn)自動駕駛，即打造由太陽能提供動力的無人機。
Skydweller并非唯一研制太陽能無人機的企業(yè)，德國、英國的多家私企也都在研制太陽能無人機，以便讓其執(zhí)行監(jiān)測、通訊、科研等多項任務(wù)。
“陽光動力”可飛行數(shù)月無需加油
據(jù)《今日航空》雜志網(wǎng)站報道，Skydweller公司成立于2019年，收購了“陽光動力”2號公司后就開始了雄心勃勃的改造計劃——投資1.9億美元將“陽光動力”2號太陽能飛機改為太陽能無人駕駛飛機。這種飛機能夠飛行數(shù)月而無需加油或維修工作。
由Skydweller航空公司運營的改良型“太陽動力”2號太陽能無人機翼展達71.93米。
圖片來源：《今日航空》雜志
據(jù) 西班牙《世界報》網(wǎng)站5月26日報道，Skydweller公司的太陽能無人機不是一架普通飛機。最驚人的是它的巨大“體型”：翼展達71.93米，上面 分布著2900平方英尺的光伏電池。另外還安裝有氫燃料電池，以備不時之需。該飛機的飛行速度在每小時45公里至90公里之間，飛行高度在5000米至1 萬米之間。要讓它飛行需要良好的大氣條件，因此必須提前數(shù)周制定時間表。
展開 超長航時太陽能無人機關(guān)鍵技術(shù)綜述
Morrisey和Mcdonald[23]開發(fā)了超大展弦比太陽能無人機的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計方法，在創(chuàng)建分析模塊時，根據(jù)已知數(shù)據(jù)進行了驗證和校準(zhǔn)，最終對集成的優(yōu)化程序進行了驗證。
圖3 Noth 總體設(shè)計流程[16]
Fig.3 Noth overall design process[16]
國內(nèi)方面，昌敏等[24]開展了太陽能飛機總體設(shè)計方法研究，其闡述了太陽能飛機飛行原理，建立了太陽能飛機總體設(shè)計模型，并采用敏度分析的方法，著重分析了各總體參數(shù)對太陽能飛機可持續(xù)飛行高度的影響及約束程度，研究表明，光伏組件效率及其面密度、結(jié)構(gòu)面密度及二次電池比能量是約束可持續(xù)飛行高度的主要因素。曹青等[25]建立了由“建立能量鏈”“建立質(zhì)能關(guān)系”“連接總質(zhì)量和能量鏈起點完成迭代環(huán)”三步組成的不間斷飛行太陽能無人機總體參數(shù)設(shè)計的一般方法,設(shè)計流程如圖4所示。該方法在考慮氣動布局參數(shù)的基礎(chǔ)上，完善了氣動參數(shù)估算方法，相比Noth的總體設(shè)計方法，拓展了設(shè)計域，增強了設(shè)計方案的負(fù)載能力。
王少奇[26]在總體設(shè)計階段將約束條件進行了簡化，如圖5所示，區(qū)域A代表了能量平衡約束，區(qū)域B代表了質(zhì)量平衡約束，兩者相交的區(qū)域C即無人機質(zhì)量m和機翼面積S的可行域，當(dāng)2個平衡方程均取等號時，m和S同時取到最小值，即無人機的臨界平衡點。此外，文獻還對不同設(shè)計高度太陽能無人機的質(zhì)量和機翼面積可行域展開研究，如圖6所示，隨夜間飛行高度增大，臨界平衡點對應(yīng)的無人機質(zhì)量和需用機翼面積逐漸增大，上下邊界曲線的夾角減小，可行域縮小。當(dāng)飛行高度超過一定值后，可行域急劇減小，直至不存在。
展開 
第二架太陽能電動飛機完成首次試飛
圖：試飛現(xiàn)場
就在Sun Flyer 2原型機完成首飛之后的短短幾個月內(nèi)，Bye Aerospace報道其另一架飛機已完成首次試飛。StratoAirNet中高度太陽能電力演示器正在開發(fā)用于長期耐用商業(yè)和政府安全需求，并將作為“大氣衛(wèi)星”無人機運行。StratoAirNet“大氣衛(wèi)星”的應(yīng)用包括通信中繼，互聯(lián)網(wǎng)，測繪，搜索和救援，消防指揮，原型的每個機翼都裝有SolAero高效PV電池，翼展為15米，原型在北科羅拉多地區(qū)機場上空進行演示飛行。
原型具有輕質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)和15米（50英尺）翼展，內(nèi)置SolAero高效光伏電池。在高海拔的理想日光條件下，該陣列據(jù)稱可提供約2000瓦電力進行持續(xù)飛行。
該飛機雖然在北科羅拉多地區(qū)機場的首次亮相和隨后的試飛中進行了試飛，但它注定要成為“大氣衛(wèi)星”無人機，在長期續(xù)航任務(wù)中發(fā)揮支持作用，包括通信中繼，互聯(lián)網(wǎng)，測繪，搜索和救援，消防指揮和控制，反偷獵監(jiān)測，惡劣天氣跟蹤，農(nóng)業(yè)監(jiān)測，礦物源測量和溢出檢測。
Bye Aerospace表示，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，StratoAirNet飛機和姐妹Solesa飛行員系統(tǒng)應(yīng)具有更低的單位成本，以及更低的運營成本，更低的熱量和噪音特征以及更高的實用性。
來源：cnBeta.COM
展開 一種無人駕駛高空太陽能飛機的優(yōu)化設(shè)計
Bento Silva de Mattos教授，巴西航空技術(shù)學(xué)院
近年來，高空長時（HALE）太陽能無人飛行器（無人機）的發(fā)展已越來越重要。這種飛機可以作為“偽衛(wèi)星”，并且相比普通衛(wèi)星具有與地面更接近、更靈活、更便宜的優(yōu)勢。使用太陽能陣列電池和普通電池組的組合，不需要復(fù)雜的起飛輔助系統(tǒng)，這些無人機在進行長期飛行時可以覆蓋1000公里直徑的面積，進行約425,000次通話。
挑戰(zhàn)
穩(wěn)定性和控制是任何飛機設(shè)計中的關(guān)鍵問題，而這種情況下尤其需要特別注意，特別是考慮到飛機在高達17公里高度飛行。另一個問題是如何確定最佳的電池包和電源系統(tǒng)的設(shè)置，以符合飛機標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。巴西航空技術(shù)學(xué)院的研究者研究了如何增強一個輕量級的太陽能無人機模型，該模型具有矩形機翼，機翼連著一個常規(guī)的尾部，內(nèi)部有一個吊桿與兩個引擎。飛機原始模型的總重量為30.1公斤，其中電池在總重中的比例非常高。研究人員尋求被選參數(shù)的最佳配置，包括幾何，空氣動力學(xué)，結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性，重量和系統(tǒng)。作為一個多目標(biāo)優(yōu)化問題，需要最大限度地提高可用的電源功率，同時降低飛機結(jié)構(gòu)的總重量。
“多虧modeFRONTIER，花了不到一天的時間就獲得了大量的各種可行的設(shè)計結(jié)構(gòu)。”
Bento Silva de Mattos教授，巴西航空技術(shù)學(xué)院
解決方案
在modeFrontier中建立了多學(xué)科工作流程，考慮了穩(wěn)定約束，以及太陽能電池板的面積不能超過專用部分的翼。優(yōu)化的目標(biāo)是最大限度地減少重量和最大限度地提高電力盈余。機翼面積在30至60平方米的范圍之間變化，在30個樣本點進行40代遺傳以后，MOGA-II算法返回一組可行的設(shè)計。最好的配置具有比原面積擴展50%的機翼面積，從而可以承受一個更大的太陽能電池板，因此具有相當(dāng)高的功率可用性，而飛機重量僅略有增加。
展開 連續(xù)飛行超25天 空客太陽能無人機創(chuàng)新紀(jì)錄
據(jù)今日《經(jīng)濟學(xué)人》消息，空客的太陽能無人駕駛飛機Zephyr S于當(dāng)?shù)貢r間8月6日在美國亞利桑那州成功降落。這次觸地正式將無人機最新的飛行耐力紀(jì)錄停留在了25天23小時57分鐘。
在此之前，無人機的持續(xù)飛行紀(jì)錄為14天，由Zephyr的早期版本Zephyr 7于2010年創(chuàng)造。Zephyr 7原先由英國國防科技集團QinetiQ開發(fā)。2013年，QinetiQ將Zephyr項目出售給空客公司。
本次創(chuàng)造新紀(jì)錄的Zephyr S僅重75公斤（165磅），但能攜帶重量5倍于本體的貨物。在白天，Zephyr S能在約21公里的高度巡航；在無法使用太陽能的晚上，Zephyr S能完全依靠電池驅(qū)動，由于動力受限，其飛行高度會降至16.7公里。
量產(chǎn)版Zephyr S此次首飛可謂是取得了不錯的成績，但空客已經(jīng)將目光放在了下一次航行上。未來在Zephyr S之上，空客還將推出一款更大型、更先進的型號Zephyr T。
來源：IT之家要聞
展開 美無人機公司Aurora發(fā)布太陽能無人機 采用碳纖維桁架
Aurora Flight Sciences（美國弗吉尼亞州，馬納薩斯）于11月14日發(fā)布其Odysseus太陽能自動駕駛飛機。 Odysseus僅由太陽供電，是一種超長耐力，高空平臺，采用先進的太陽能電池和輕質(zhì)材料，幾乎可以無限期地飛行 - 全部由清潔可再生能源提供動力。
來源：Aurora Flight Sciences官網(wǎng)
該飛機的結(jié)構(gòu)由碳纖維制成的桁架構(gòu)成。覆蓋物由DuPont/杜邦（美國特拉華州，威爾明頓）Tedlar聚氟乙烯（PVF）薄膜制成，其提供抗紫外線性。
Odysseus的靈感始于1988年Daedalus項目，該項目創(chuàng)造了距離和人力飛行的記錄。 Daedalus由Aurora總裁兼首席執(zhí)行官John Langford和其他麻省理工學(xué)院的同事組織和領(lǐng)導(dǎo)，他們后來創(chuàng)辦了Aurora。
根據(jù)Aurora的說法，Odysseus可以持續(xù)自主地保持在站點上，從而可以在特定位置進行通信和數(shù)據(jù)收集。該工藝擁有更全年的全球運營區(qū)域，并且可以承載比同類其他任何飛機更大的有效載荷。據(jù)報道，Odysseus的部署費用只是衛(wèi)星的一小部分。這些屬性使該工藝非常適合氣候和大氣研究，以及跨通信，連接和智能的一系列任務(wù)和操作。
Odysseus的第一次飛行計劃于2019年春季開始。
補充閱讀
美國航空航天巨頭波音公司于2017年10月5日宣布收購高端航空技術(shù)公司Aurora Flight Sciences。
展開 【能源創(chuàng)客】GEOSTELLAR——太陽能資源搜索引擎，太陽能市場的GOOGLE
Geostellar的CEO David Levine曾毫不客氣地說，“我們希望成為行業(yè)內(nèi)最大的太陽能資源搜索引擎，太陽能市場的Google”。
Geostellar是能源、互聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)生出的一只戰(zhàn)斗雞，在新能源蓬勃發(fā)展、大數(shù)據(jù)應(yīng)用日漸廣泛和能源互聯(lián)網(wǎng)愈演愈烈的今天，這只戰(zhàn)斗雞會飛得更高！其發(fā)展模式對已有的、馬上創(chuàng)立的國內(nèi)“互聯(lián)網(wǎng)+光伏”企業(yè)也有借鑒意義。
詳見請點擊【http://solarsplus.com/2015/09/01/geostellar/】
重慶大學(xué)孫立東教授課題組Nano Energy：將太陽能同時轉(zhuǎn)化為電能和熱能的“太陽能管”
【前言】
太陽能電池是一種將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其單個pn結(jié)電池的理論轉(zhuǎn)化效率約為31%（Shockley-Queisser limit）；而此類電池對太陽輻照光譜的利用率通常小于50％（主要在紫外和可見光區(qū)域），因此單個器件對太陽輻照總能量的利用率小于15％，而大部分能量以熱量的形式耗散。鑒于此，開發(fā)高度集成的一體化器件，在光電轉(zhuǎn)化的同時收集耗散的熱能并進一步利用，是一種提高太陽能整體利用率的有效途徑之一。孫立東教授課題組利用金屬鈦管及表面納米管涂層，設(shè)計開發(fā)了“太陽能管”，同時實現(xiàn)光電和光熱轉(zhuǎn)化，獲得了約25.2％的總能量效率。該研究成果為太陽能的高效利用提供了新思路。
【成果簡介】
近日，重慶大學(xué)孫立東教授、西南大學(xué)張善勇教授（共同通訊作者）等人在Nano Energy發(fā)表了題為“A Solar Tube: Efficiently Converting Sunlight into Electricity and Heat”的研究論文。該論文報道了將太陽能同時轉(zhuǎn)化為電能和熱能的一體化器件：太陽能管。該研究的亮點為：選擇具有等離子體頻率較小的金屬鈦實現(xiàn)將低能量光子向熱能的轉(zhuǎn)換；利用鈦管表面的納米管陣列消除涂層開裂，并用作電子收集電極；開發(fā)了高透明、高導(dǎo)電性、可轉(zhuǎn)移的PEDOT:PSS/Ag NWs/PEDOT:PSS復(fù)合膜，用作管式太陽能電池的透明導(dǎo)電電極。
【圖文導(dǎo)讀】
圖一：太陽能管結(jié)構(gòu)
(a) 太陽輻照光譜；
(b) 典型金屬反射率曲線；
(c) 太陽能管結(jié)構(gòu)示意圖；
(d) 太陽能電池能級圖。
展開 飛機也有生老病死！談?wù)?em>飛機結(jié)構(gòu)的疲勞與腐蝕
結(jié)
語
由于經(jīng)濟因素的考慮，軍用飛機延長服役年限是一個不可避免的趨勢，而如何維持這些老舊飛機的飛行安全，則是一個嚴(yán)肅的課題。由于老舊飛機都已經(jīng)過長時間的服役生涯，影響其飛行安全的最大因素自然來自疲勞與腐蝕。
疲勞是外力長期作用下的結(jié)果，因此當(dāng)飛機服役時間越久，就越容易受到它的影響；而由于材料的天性，腐蝕終究是個無法避免的過程，美國空軍在2005年修訂的飛機結(jié)構(gòu)剛性計劃需求中，因此新增了對腐蝕的預(yù)防、控制、評估工作項目，可見在未來的一段時間，腐蝕應(yīng)該還是會繼續(xù)困擾著飛機結(jié)構(gòu)。
要維持軍用飛機延長服役期間的飛行安全，在經(jīng)費考慮下，一般采取的方式是對容易發(fā)生疲勞裂紋的位置執(zhí)行定期檢查。舊式軍用飛機的結(jié)構(gòu)安排簡單、寬松，少有無法檢查的區(qū)域，縱然有疲勞或腐蝕，經(jīng)由擇要檢修后很容易發(fā)現(xiàn)并排除，因此不至于對機隊安全造成困擾。
現(xiàn)代軍用飛機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝備安排非常緊密，在提升維修效率的考慮下，擇要檢修也逐漸被機隊管理所取代，依據(jù)單機追蹤分析結(jié)果決定定期檢查的位置與檢查時距，如果某些重要結(jié)構(gòu)件因此完全沒有檢查，就會有潛在飛行安全風(fēng)險，美國空軍F-15C事件就是教訓(xùn)。
現(xiàn)行最佳方式是在機上安裝傳感器，即時探測并回報機上發(fā)生的疲勞與腐蝕損傷，老飛機的結(jié)構(gòu)安全將更有保障。
展開 
談?wù)?em>飛機結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)應(yīng)力分析技術(shù) 附實用飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析及尺寸設(shè)計下載
本文從飛機結(jié)構(gòu)疲勞專業(yè)所需開展的細(xì)節(jié)應(yīng)力分析工作角度，對結(jié)構(gòu)有限元分析發(fā)展及細(xì)節(jié)分析方法進行了描述。著重闡述了基于力邊界的Global-Local細(xì)節(jié)分析方法的原理及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。通過獨創(chuàng)的分析流程以及自主開發(fā)的軟件體系，形成了細(xì)節(jié)分析完整解決方案，并在我所的各個型號中得到了廣泛應(yīng)用，大大提高了工作效率和質(zhì)量，使飛機結(jié)構(gòu)的疲勞品質(zhì)得到飛躍性的提升。該項技術(shù)是疲勞專業(yè)針對工作中遇到的技術(shù)難題，通過自主創(chuàng)新，不斷的完善與改進而逐步形成的。
1結(jié)構(gòu)疲勞
戰(zhàn)鷹矯健的身姿離不開輕盈而強勁的身軀，上下翻飛的機動產(chǎn)生的重復(fù)載荷作用在機體結(jié)構(gòu)上不可避免的產(chǎn)生結(jié)構(gòu)疲勞問題。這種受力結(jié)構(gòu)在交變載荷作用下，逐步開裂而失效的現(xiàn)象就是結(jié)構(gòu)疲勞。航空史上，由結(jié)構(gòu)疲勞導(dǎo)致的機毀人亡的事故屢見不鮮。
火車車軸疲勞研究（史上第一次）▲
飛機結(jié)構(gòu)失效大部分是由疲勞產(chǎn)生的，下面是典型案例。
展開 三維飛機與飛機零件分離過程模擬 ￥9.9
動網(wǎng)格對三維分級與零件分離過程進行來模擬，使用到了6DOF模型和UDF
對6DOF模型和UDF應(yīng)用熟悉又重要意義
ansys workbench太陽能加熱鋁鍋熱固耦合 ￥19.89
<p>在本研究中，我們基于ANSYS Workbench平臺開展了太陽能加熱鋁鍋的熱-結(jié)構(gòu)耦合（熱固耦合）數(shù)值模擬分析，旨在揭示鋁鍋在太陽輻射加熱過程中的溫度場演化規(guī)律及其對結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形的影響。太陽能作為一種綠色可再生能源，其加熱過程伴隨著顯著的溫度梯度，尤其在鍋體壁厚不均或存在邊界散熱的情況下，更容易引發(fā)熱應(yīng)力集中和局部形變。為了準(zhǔn)確模擬實際工況，模型考慮了太陽輻射強度、對流換熱邊界條件及材料熱物性參數(shù)的溫度依賴性，通過熱分析模塊計算溫度分布，再將溫度場傳遞至結(jié)構(gòu)模塊進行應(yīng)力與變形分析，實現(xiàn)溫度場與結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的耦合。</p><p>分析結(jié)果表明，鋁鍋在太陽能加熱過程中鍋底與側(cè)壁區(qū)域存在明顯的溫差，最大溫度集中在直接受光照區(qū)域；而結(jié)構(gòu)響應(yīng)方面，鍋體邊緣和連接區(qū)域產(chǎn)生了較大熱應(yīng)力，可能成為未來失效的潛在風(fēng)險點。隨著加熱時間的增長，整體熱變形逐步增加，體現(xiàn)出鋁材料在熱環(huán)境下的良好導(dǎo)熱性與一定程度的熱膨脹響應(yīng)。本研究為太陽能炊具的熱設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了理論依據(jù)和仿真手段，有助于提升其使用壽命和安全性能，也為后續(xù)開展多物理場耦合分析奠定基礎(chǔ)。</p><p>1 材料參數(shù)</p><p>（1）結(jié)構(gòu)鋼</p><p>其密度、彈性模量、泊松比、比熱容、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)如下圖所示。
展開 CIGS太陽能電池中的吸收
摘要
太陽能電池是可再生能源領(lǐng)域的一種基礎(chǔ)技術(shù)。為了優(yōu)化效率，大多數(shù)常見的設(shè)計使用薄膜結(jié)構(gòu)和具有高吸收系數(shù)的介質(zhì)——因為正是這種吸收的光能最終會轉(zhuǎn)化為電流?；阢~銦硒化鎵(CIGS)的太陽能電池，與基于其他材料的電池相比，它們可以變得更薄而不損失吸收效率，因此已經(jīng)很普遍地使用了。
建模任務(wù)
300nm~1100nm的平面波均勻光譜
系統(tǒng)來源：J. Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566
探測器
功率（吸收功率將通過兩個探測器的功率讀數(shù)之差計算）
太陽能電池
*我們假設(shè)太陽能電池是由一層帶有防反射涂層的熔融石英保護的。
系統(tǒng)構(gòu)建模塊-分層的介質(zhì)組件
對于涂有涂層的反射鏡，我們使用分層介質(zhì)組件，因為它為x和y方向不變的膜層堆棧提供了一個快速和嚴(yán)格的解決方案。
系統(tǒng)構(gòu)建模塊-膜層矩陣求解器
分層介質(zhì)組件采用膜層矩陣電磁場求解器。該求解器在空間頻域（k域）中工作。它包括：
每個均質(zhì)層的特征值求解器。
一個用于所有界面上的匹配邊界條件的s矩陣。
特征值求解器計算每層均勻介質(zhì)在k域內(nèi)的電場解。s-矩陣算法通過遞歸匹配邊界條件來計算整個膜層系統(tǒng)的響應(yīng)。
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