Geri Dön

Wide-band perfect metamaterial absorber for solar cells applications

Güneş pili uygulamaları için geniş-bantlı metamalzeme soğurucusu

  1. Tez No: 423330
  2. Yazar: PATRICK RUFANGURA
  3. Danışmanlar: DOÇ. CUMALİ SABAH
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: ODTÜ Kuzey Kıbrıs Kampüsü-Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Sürdürülebilir Çevre ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 130

Özet

Sürdürülebilir bir teknoloji olan güneş pili (fotovoltaik) sistemlerinin, fosil yakıt teknolojilerinin yerini alarak dünya tarafından kabul edilmesi, düşük enerji verimlilikleri sebebiyle engellenmiştir. Genel olarak bu aygıtların verimlilikleri, üzerlerine düşen elektromanyetik radyasyonları soğurma yeteneklerine güçlü bir şekilde bağlıdır. Düşük emicilikleri bu konuda çözülmeyi bekleyen bir sonun teşkil etmektedir. Meta malzeme (MTM) tabanlı güneş pilleri, üzerlerine düşen toplam güneş radyasyonunun emilimini artırarak, güneş pillerinin sistem verimliliğini yükseltme imkânı sunmaktadırlar. Bu tezde, güneş pili uygulamaları için, geniş-bantlı MTM soğurucusu tasarlanmıştır. Tez ilk olarak, meta malzemelerle ilgili teorileri, meta malzemelerin özelliklerini ve uygulamalarını ele almıştır. Çift-bantlı ve ayarlanabilir geniş bantlı MTM soğurucu tasarımlarını da içeren farklı meta malzeme soğurucusu tasarımları yapılmış ve bu tasarımların özellikleri sayısal olarak incelenmiştir. Tüm tasarımlar için emicilik oranları 99% ''un üzerinde olarak elde edilmiştir. Ayrıca, 90%'ın üzerinde soğurma kapasitesine sahip, 98 THz frekans aralığını kapsayan, geniş-bantlı, yeni bir MTM soğurucu tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan MTM soğurucusun termal ve teorik nitelendirilmesi de ayrıca tartışılmıştır. Son olarak, önerilen geniş-bantlı MTM soğurucusunun birim hücresinin soğurma yeteneğini artırmak için bu soğurucunun üzerine tek katmanlı tabaka halinde grafen eklenmiştir.

Özet (Çeviri)

Global adoption of solar photovoltaic (PV) cells as a sustainable substitute to fossil fuel technologies has been impeded by its low efficiency. Generally, efficiency of these devices strongly depends on their ability to absorb radiations of electromagnetic waves incident on them. Their low absorptivity provides a challenge. Metamaterials (MTM) based solar cells offer an opportunity for increasing the system efficiency by enhancing the total absorbed solar radiation incident on solar PV cells. In this thesis a wide-band MTM absorber for solar cell application is proposed. The thesis first explains theories, properties and applications of metamaterials. Different absorber designs, including dual-bands and tunable wide-band perfect MTMs, are then proposed, characterized and numerically discussed. Absorption rates of more than 99% are numerically achieved for all the presented designs. Furthermore, a novel absorber is proposed, where a nearly perfect absorption is gained with a wide-band absorption response of more than 90%, covering a wide frequency range of 98 THz. Thermal and theoretical characterizations of the proposed metamaterial absorber unit cell are also discussed. Lastly, graphene monolayer sheet is integrated to the proposed wide-band MTM perfect absorber structure in order to improve its absorption capability.

Benzer Tezler

  1. Design, fabrication and characterization of micromachined THz absorbers

    Mikro ̇ıslenmis THz emicilerin tasarımı, Üretimi ve karakterizasyonu

    AYDA MAMAGHANİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA

  2. Güneş pili uygulamaları için çoklu ve geniş bant metamalzeme soğurucu tasarımı

    Multiband and wideband metamaterial absorber designs for solar cell applications

    JAAFAR ALSMAEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA TÜRKMEN

  3. Development of PCB and textile-based ultra-wideband metamaterial-based absorbers for 5G and mm-wave applications

    5G ve mm dalga uygulamaları için PCB ve tekstil tabanlı ultra genişbant metamalzeme tabanlı soğurucuların geliştirilmesi

    GÖKBERK AKARSU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Ekonomi Üniversitesi

    Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı

    PROF. DR. DIAA GADELMAVLA

  4. Dielectric metasurfaces as passive radiative coolers, colorimetric refractive index sensors, color filters, and one-way perfect absorber/reflectors with transparent sidebands

    Uzay aracı pasif radiatif soğutucu, kolorimetrik kırıcılık indisi sensörü, renk filtresi, ve komşu bantlarda geçirgen tek taraflı mükemmel soğurucu/ yansıtıcılar olarak dielektrik metayüzeyler

    DENİZ UMUT YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EKMEL ÖZBAY

  5. Yüksek frekans 5G bantlarında çalışan metamalzeme soğurucu ve X-, Ku-, K-bantlarında çalışan polarizasyon dönüştürücü tasarımlarının gerçekleştirilmesi

    Development of desings of metamaterial absorber operating in high-frequency 5G bands and polarization converter operating in X-, Ku, and K-bands

    SEHER ŞEYMA ARSLAN MADAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiIğdır Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RAMAZAN TOPKAYA

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET TEBER