将光子玻璃用作太阳能收集着色覆盖层的理论指南
光学
2022-12-20 v1 应用物理
摘要
对可再生能源日益增长的需求正在推动将太阳能收集材料与人类生活环境相融合的技术,例如建筑一体化光伏(BIPVs)。这对开发在效率与美学之间取得权衡的着色覆盖层提出了要求,为结构色技术的大规模应用提供了新舞台。在本研究中,我们探讨了采用光子玻璃(单分散介电微球的随机堆积)作为太阳能收集着色覆盖层的理论可行性。基于大量光学模拟,我们评估了具有不同参数的光子玻璃的色度与平均太阳透射率(AST)。结果表明,使用折射率相对较高且无吸收的微球,约3 {\mu}m厚的光子玻璃可呈现明度超过50的颜色,同时将AST保持在约80%。此外,我们证明由于短程结构关联,光子玻璃可生成紫色、蓝色、青色、浅绿色和灰色,但无法实现黄色与红色调。最后,我们阐明了几种增强方法的效果,并展示了扩展色域的可能途径。这些结果为使用光子玻璃实现结构色的实际应用,特别是在太阳能材料的着色方面,提供了全面指南。
引用
@article{arxiv.2209.05026,
title = {Theoretic Guide for Using Photonic Glasses as Colored Covers for Solar Energy Harvesting},
author = {Zhenpeng Li and Sinan Li and Tao Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.05026},
year = {2022}
}
备注
18 Pages, 7 figures, supporting information