بررسی و نقد متون پایان نامه های دانشگاهی

بررسی و نقد متون پایان نامه های رشته های مختلف دانشگاهی

بررسی و نقد متون پایان نامه های دانشگاهی

بررسی و نقد متون پایان نامه های رشته های مختلف دانشگاهی

دانلود پایان نامه های رشته های مختلف دانشگاهی

آخرین مطالب

بهینه ­سازی خواص تشعشعی لایه­ های نازک

 

 

 

 

 

پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی

 

استاد راهنما

 

دکتر احمد صابونچی

 

۱۳۹۳

 


(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
متن پایان نامه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فهرست مطالب شش
فهرست اشکال هشت
فهرست جداول شانزده
فهرست علائم و نمادها هجده
چکیده. ۱
فصل اول: مقدمه ۲
۱-۱   پیشگفتار ۲
۱-۲   خنک کاری تشعشعی ۴
۱-۳   آینه های حرارتی ۵
۱-۴   تعریف مسئله ۵
۱-۵   اهداف پژوهش ۶
۱-۶   روش انجام پژوهش ۶
فصل دوم: مروری بر کارهای انجام شده ۷
۲-۱   کارهای انجام شده قبلی ۷
فصل سوم: محاسبه خواص تشعشعی لایه های نازک. ۲۴
۳-۱   ضریب شکست و بردار موج مختلط ۲۴
۳-۲   پولاریزاسیون s و p 25
۳-۳   محاسبه خواص تشعشعی سطح مشترک دو محیط ۲۵
۳-۴   محاسبه خواص تشعشعی یک لایه ضخیم ۲۷
۳-۵   محاسبه خواص تشعشعی یک لایه نازک. ۲۹
۳-۶   محاسبه خواص تشعشعی یک ساختار چند لایه ۳۱
۳-۶-۱  پلاریزاسیون s 31
۳-۶-۲  پلاریزاسیون p 33
۳-۷   محاسبه خواص تشعشعی یک ساختار چند لایه شامل یک لایه ضخیم ۳۴
فصل چهارم: مدلسازی و روش بهینه سازی ۳۷
۴-۱   خنک کاری تشعشعی ۳۷
۴-۲   آینه های حرارتی ۴۲
۴-۳   ضریب جذب ماکزیمم در محدوده تشعشع خورشید ۴۳
۴-۴   ضریب عبور ماکزیمم در محدوده تشعشع خورشید ۴۳
۴-۵   ضریب بازتاب ماکزیمم در محدوده تشعشع خورشید ۴۴
۴-۶   روش بهینه سازی ۴۴
۴-۶-۱  الگوریتم ژنتیک ۴۴

 

 

شش

۴-۶-۲  روش عملیات حرارتی شبیه سازی شده ۴۶
فصل پنجم: ارائه و تحلیل نتایج ۴۹
۵-۱   اعتبارسنجی محاسبات ۴۹
۵-۲   خنک کاری تشعشعی ۵۳
۵-۲-۱  خنک کاری در طول روز ۵۳
۵-۲-۲  خنک کاری در شب ۶۸
۵-۲-۳  خنک کاری با بهره گرفتن از مواد با قابلیت انحلال در آب ۷۶
۵-۳   آینه های حرارتی ۸۱
۸۲
۸۸
۵-۴   ضریب جذب ماکزیمم در محدوده تشعشعی خورشید ۹۷
۵-۴-۱  ضریب جذب ماکزیمم سلولهای خورشیدی لایه نازک ۱۰۱
۵-۵   ضریب بازتاب ماکزیمم در محدوده تشعشعی خورشید ۱۰۳
۵-۶   ضریب عبور ماکزیمم در محدوده تشعشعی خورشید ۱۰۴
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهاد ۱۰۵
۶-۱   نتیجه گیری ۱۰۵
۶-۲   پیشنهاد برای پژوهش های آتی ۱۰۶

 

 

پیوست ۱: نحوه محاسبه خواص تشعشعی به کمک نظریه الکترودینامیک     ۱۰۸
پ۱-۱ معادلات مکسول۱۰۸
پ۱-۲ معادله موج     ۱۱۰
پ۱-۲-۱    فرض هدایت الکتریکی صفر.     ۱۱۰
پ۱-۲-۲    فرض هدایت الکتریکی غیر صفر     .۱۱۳
پ۱-۳ بردار پویینتینگ۱۱۴
پ۱-۴ محاسبه خواص تشعشعی سطح مشترک دو محیط.     ۱۱۷
پ۱-۴-۱    پلاریزاسیون s.     ۱۱۷
پ۱-۴-۲    پلاریزاسیون p.     ۱۲۰
پ۱-۵ محاسبه خواص تشعشعی یک ساختار چند لایه.     .۱۲۳
پ۱-۵-۱    پلاریزاسیون s.     ۱۲۳
پ۱-۵-۲    پلاریزاسیون p.127
پیوست ۲: نمودارهای خواص تشعشعی ساختارهای بهینه ۱۳۰
پ۲-۱-نمودارهای ساختارهای بهینه خنک کاری در روز ۱۳۰
پ۲-۲-نمودارهای ساختارهای بهینه خنک کاری در شب ۱۴۴

 

 

هفت

پ۲-۳-نمودارهای ساختارهای بهینه آینه حرارتی ۱۵۰
پ۲-۴-نمودارهای ساختارهای بهینه با ضریب جذب بالا ۱۵۶
مراجع  ۱۶۲
 
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل ‏۱‑۱-  یک ساختار چندلایه ۳
شکل ‏۱‑۲-  تشعشع خورشید (سمت چپ) و تشعشع آسمان و مقایسه آن با توزیع پلانک ۲۸۸٫۱ K (سمت راست) ۴
شکل‏۲‑۱– ضریب بازتاب اندازه گیری شده ساختار SiO/Al/Glass برای ضخامت ۰٫۸ μm ، (خط چین پایین) ۱ μm (خط پر رنگ) و ۱٫۲ μm (خط چین پایین) از لایه SiO 10
/Al/Glass 11
O 11
برای مخلوطی از این دو گاز برای سه ضخامت مختلف  ۱۲
/Al/Glass  و بهینه سازی بر اساس ضخامت ۱۳
/Al/Glass 13
/Al/Glass 14
شکل‏۲‑۸ – ضرایب بازتاب (R) ، عبور (T) و جذب (A) CdTe/Si اندازه گیری شده توسط بن لتار و همکاران ۱۶
شکل‏۲‑۹ – ضرایب بازتاب (R) ، عبور (T) و جذب (A) CdS اندازه گیری شده توسط بن لتار و همکاران ۱۷
شکل‏۲‑۱۰ – ضرایب بازتاب (R) ، عبور (T) و جذب (A) اندازه گیری شده برای ترکیب شیشه (۳ mm) ، فولاد زنگ نزن (۴۵ nm) و قلع (۱۹۵ nm) توسط مهیب و همکاران ۱۸
) در طول ساعات روز توسط مهیب و همکاران ۱۹
شکل‏۲‑۱۲ – پوشش نوسانی دوبعدی ۲۲
شکل ‏۲‑۱۳ – پوشش نوسانی سه بعدی ۲۳
شکل ‏۳‑۱-کسر انرژی بازتابیده و عبور کرده از یک لایه ضخیم ۲۹
شکل ‏۳‑۲- کسر انرژی بازتابیده و عبور کرده از یک لایه نازک با درنظر گرفتن تغییر فاز موج ۳۰
شکل ‏۳‑۳- یک ساختار متشکل از N-2 لایه نازک. ۳۲
شکل ‏۳‑۴- یک ساختار متشکل از N-2 لایه نازک. ۳۵
شکل‏۳‑۵– فلوچارت محاسبه خواص تشعشعی در یک طول موج مشخص. ۳۶
شکل ‏۴‑۱- محفظه خنک کاری ، پوشش جابه جایی و منطقه خنک کاری ۳۸
شکل ‏۴‑۲- تابش یک پرتو با شدت واحد از پوشش به سمت پایین ۳۹
شکل ‏۴‑۳- تابش یک پرتو با شدت واحد از منطقه خنک کاری به سمت بالا ۳۹
شکل ‏۴‑۴- شار طیفی خورشید ۴۱
شکل ‏۴‑۵- شار طیفی جو ۴۱

 

 

هشت

شکل ‏۴‑۶ – فلوچارت الگوریتم ژنتیک. ۴۵
شکل ‏۴‑۷- فلوچارت روش عملیات حررتی شبیه سازی شده ۴۷
به ضخامت ۳ میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [۵۴] ۵۰
به ضخامت ۵ میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [۵۴] ۵۰
شکل ‏۵‑۳- ضریب عبور یک لایه پلی اتیلن به ضخامت ۵۰ میکرومتر و یک لایه پلی اتیلن با پوشش ۱۲۰ نانومتر Te و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [۲۶] ۵۰
شکل ‏۵‑۴- ضریب عبور و بازتاب یک لایه KBr به ضخامت ۵ میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [۵۴] ۵۱
شکل ‏۵‑۵- ضریب عبور و بازتاب یک لایه LiF به ضخامت ۵ میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [۵۴] ۵۱
شکل ‏۵‑۶- ضریب عبور و بازتاب یک لایه NaF به ضخامت ۶/۱ میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [۵۴] ۵۱
شکل ‏۵‑۷- ضریب عبور یک لایه پلی اتیلن به ضخامت ۵۰ میکرومتر پوشش داده شده با لایه نازک PbSe  به ضخامت ۲۱۰ نانومتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [۲۸] ۵۲
شکل ‏۵‑۸- ضریب عبور یک لایه پلی اتیلن به ضخامت ۴۲۰ میکرومتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [۲۳] ۵۲
به ضخامت ۱/۳ میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [۵۴] ۵۲
شکل ‏۵‑۱۰- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط CP در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S11 57
شکل ‏۵‑۱۱- خواص تشعشعی ساختار S11 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۵۸
شکل ‏۵‑۱۲- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S11 در محدوده تشعشع خورشید ۵۸
شکل ‏۵‑۱۳- خواص تشعشعی ساختار S11 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۵۸
شکل ‏۵‑۱۴- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S11 در محدوده مادون قرمز ۵۹
شکل ‏۵‑۱۵- نمودار بهترین مقدار و مقدار جاری CP در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S12 59
شکل ‏۵‑۱۶- خواص تشعشعی ساختار S12 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۵۹
شکل ‏۵‑۱۷- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S12 در محدوده تشعشع خورشید ۶۰
شکل ‏۵‑۱۸- خواص تشعشعی ساختار S12 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۶۰
شکل ‏۵‑۱۹- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S12 در محدوده مادون قرمز ۶۰
شکل ‏۵‑۲۰- نمودار بهترین مقدار و مقدار جاری CP در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S13 61
شکل ‏۵‑۲۱- خواص تشعشعی ساختار S13 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۶۱
شکل ‏۵‑۲۲- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S13 در محدوده تشعشع خورشید ۶۲
شکل ‏۵‑۲۳- خواص تشعشعی ساختار S13 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۶۲
شکل ‏۵‑۲۴- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S13 در محدوده مادون قرمز ۶۲

 

 

نه

شکل ‏۵‑۲۵- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط CP در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S14 63
شکل ‏۵‑۲۶- خواص تشعشعی ساختار S14 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۶۳
شکل ‏۵‑۲۷- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S14 در محدوده تشعشع خورشید ۶۳
شکل ‏۵‑۲۸- خواص تشعشعی ساختار S14 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۶۴
شکل ‏۵‑۲۹- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S14 در محدوده مادون قرمز ۶۴
شکل ‏۵‑۳۰- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط CP در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S15 64
شکل ‏۵‑۳۱- خواص تشعشعی ساختار S15 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۶۵
شکل ‏۵‑۳۲- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S15 در محدوده تشعشع خورشید ۶۵
شکل ‏۵‑۳۳- خواص تشعشعی ساختار S15 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۶۵
شکل ‏۵‑۳۴- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S15 در محدوده مادون قرمز ۶۶
شکل ‏۵‑۳۵- نمودار بهترین مقدار و مقدار جاری CP در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S18 71
شکل ‏۵‑۳۶- خواص تشعشعی ساختار S18 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۷۱
شکل ‏۵‑۳۷- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S18 در محدوده مادون قرمز ۷۱
شکل ‏۵‑۳۸- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط CP در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S21 72
شکل ‏۵‑۳۹- خواص تشعشعی ساختار S21 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۷۲
شکل ‏۵‑۴۰- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S21 در محدوده مادون قرمز ۷۳
شکل ‏۵‑۴۱- نمودار بهترین مقدار و مقدار جاری CP در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S25 73
شکل ‏۵‑۴۲- خواص تشعشعی ساختار S25 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۷۴
شکل ‏۵‑۴۳- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S25 در محدوده مادون قرمز ۷۴
شکل ‏۵‑۴۴- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط CP در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به یک لایهی KBr 76
و پلی اتیلن در دو طرف KBr 77
و پلی اتیلن در دو طرف NaF 78
شکل ‏۵‑۴۷- خواص تشعشعی ساختار S28 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۷۸
شکل ‏۵‑۴۸- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S28 در محدوده مادون قرمز ۷۹
شکل ‏۵‑۴۹- خواص تشعشعی ساختار S29 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۷۹
شکل ‏۵‑۵۰- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S29 در محدوده مادون قرمز ۷۹
شکل ‏۵‑۵۱- خواص تشعشعی ساختار S30 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۸۰
شکل ‏۵‑۵۲- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S30 در محدوده مادون قرمز ۸۰
شکل ‏۵‑۵۳- نمودار بهترین مقدار و مقدار جاری تابع هدف در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S32 83

 

 

ده

شکل ‏۵‑۵۴- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S32 در ناحیه نور مرئی ۸۴
شکل ‏۵‑۵۵- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S32 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 84
شکل ‏۵‑۵۶- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S32 در بازه ۴-۸۵ μm 84
شکل ‏۵‑۵۷- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط تابع هدف در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S34 85
شکل ‏۵‑۵۸- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S34 در ناحیه نور مرئی ۸۵
شکل ‏۵‑۵۹- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S34 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 86
شکل ‏۵‑۶۰- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S34 در بازه ۴-۸۵ μm 86
شکل ‏۵‑۶۱- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط تابع هدف در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S35 87
شکل ‏۵‑۶۲- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S35 در ناحیه نور مرئی ۸۷
شکل ‏۵‑۶۳- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S35 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 87
شکل ‏۵‑۶۴- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S35 در بازه ۴-۸۵ μm 88
شکل ‏۵‑۶۵- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط تابع هدف در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S37 89
شکل ‏۵‑۶۶- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S37 در ناحیه نور مرئی ۹۰
شکل ‏۵‑۶۷- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S37 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 90
شکل ‏۵‑۶۸- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S37 در بازه ۴-۸۵ μm 90
شکل ‏۵‑۶۹- نمودار بهترین مقدار و مقدار جاری تابع هدف در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S40 91
شکل ‏۵‑۷۰- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S40 در ناحیه نور مرئی ۹۱
شکل ‏۵‑۷۱- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S40 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 92
شکل ‏۵‑۷۲- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S40 در بازه ۴-۸۵ μm 92
شکل ‏۵‑۷۳- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط تابع هدف در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S42 92
شکل ‏۵‑۷۴- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S42 در ناحیه نور مرئی ۹۳
شکل ‏۵‑۷۵- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S42 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 93
شکل ‏۵‑۷۶- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S42 در بازه ۴-۸۵ μm 94
شکل ‏۵‑۷۷- نمودار بهترین مقدار و مقدار جاری تابع هدف در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S43 94
شکل ‏۵‑۷۸- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S43 در ناحیه نور مرئی ۹۵
شکل ‏۵‑۷۹- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S43 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 95
شکل ‏۵‑۸۰- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S43 در بازه ۴-۸۵ μm 95
در ناحیه نور مرئی ۹۶
در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 96
در بازه ۴-۸۵ μm 97
در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S44 100
شکل ‏۵‑۸۵- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S44 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۰۰
در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S51 101

 

 

یازده

شکل ‏۵‑۸۷- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S51 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۰۱
در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) برای محاسبه ضخامت های بهینه سلول خورشیدی لایه نازک GaAs/Si 102
در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) برای محاسبه ضخامت های بهینه سلول خورشیدی لایه نازک CdTe/Ge 102
در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S64 103
شکل ‏۵‑۹۱- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی پوشش S64 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۰۳
در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S65 104
شکل ‏۵‑۹۳- ضریب عبور نرمال و نیمکروی پوشش S65 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۰۴
شکل پ۱‑‏۱- برخورد یک پرتو با پلاریزاسیون s به یک سطح ۱۱۶
شکل پ۱-‏۲ – برخورد یک پرتو با پلاریزاسیون p به یک سطح ۱۱۹
شکل پ۱‑‏۳- یک ساختار متشکل از N-2 لایه نازک. ۱۲۳
شکل پ۲‑‏۱- خواص تشعشعی ساختار S1 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۱۳۰
شکل پ۲‑‏۲- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S1 در محدوده تشعشع خورشید ۱۳۱
شکل پ۲‑‏۳- خواص تشعشعی ساختار S1 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۳۱
شکل پ۲‑‏۴- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S1 در محدوده مادون قرمز ۱۳۱
شکل پ۲‑‏۵- خواص تشعشعی ساختار S2 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۱۳۲
شکل پ۲‑‏۶- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S2 در محدوده تشعشع خورشید ۱۳۲
شکل پ۲‑‏۷- خواص تشعشعی ساختار S2 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۳۲
شکل پ۲‑‏۸- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S2 در محدوده مادون قرمز ۱۳۳
شکل پ۲‑‏۹- خواص تشعشعی ساختار S3 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۱۳۳
شکل پ۲‑‏۱۰- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S3 در محدوده تشعشع خورشید ۱۳۳
شکل پ۲‑‏۱۱- خواص تشعشعی ساختار S3 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۳۴
شکل پ۲‑‏۱۲- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S3 در محدوده مادون قرمز ۱۳۴
شکل پ۲‑‏۱۳- خواص تشعشعی ساختار S4 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۱۳۴
شکل پ۲‑‏۱۴- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S4 در محدوده تشعشع خورشید ۱۳۵
شکل پ۲‑‏۱۵- خواص تشعشعی ساختار S4 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۳۵
شکل پ۲‑‏۱۶- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S4 در محدوده مادون قرمز ۱۳۵
شکل پ۲‑‏۱۷- خواص تشعشعی ساختار S5 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۱۳۶
شکل پ۲‑‏۱۸- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S5 در محدوده تشعشع خورشید ۱۳۶
شکل پ۲‑‏۱۹- خواص تشعشعی ساختار S5 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۳۶
شکل پ۲‑‏۲۰- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S5 در محدوده مادون قرمز ۱۳۷
شکل پ۲‑‏۲۱- خواص تشعشعی ساختار S6 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۱۳۷
شکل پ۲‑‏۲۲- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S6 در محدوده تشعشع خورشید ۱۳۷

 

 

دوازده

شکل پ۲‑‏۲۳- خواص تشعشعی ساختار S6 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۳۸
شکل پ۲‑‏۲۴- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S6 در محدوده مادون قرمز ۱۳۸
شکل پ۲‑‏۲۵- خواص تشعشعی ساختار S7 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۱۳۸
شکل پ۲‑‏۲۶- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S7 در محدوده تشعشع خورشید ۱۳۹
شکل پ۲‑‏۲۷- خواص تشعشعی ساختار S7 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۳۹
شکل پ۲‑‏۲۸- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S7 در محدوده مادون قرمز ۱۳۹
شکل پ۲‑‏۲۹- خواص تشعشعی ساختار S8 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۱۴۰
شکل پ۲‑‏۳۰- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S8 در محدوده تشعشع خورشید ۱۴۰
شکل پ۲‑‏۳۱- خواص تشعشعی ساختار S8 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۰
شکل پ۲‑‏۳۲- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S8 در محدوده مادون قرمز ۱۴۱
شکل پ۲‑‏۳۳- خواص تشعشعی ساختار S9 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۱۴۱
شکل پ۲‑‏۳۴- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S9 در محدوده تشعشع خورشید ۱۴۱
شکل پ۲‑‏۳۵- خواص تشعشعی ساختار S9 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۲
شکل پ۲‑‏۳۶- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S9 در محدوده مادون قرمز ۱۴۲
شکل پ۲‑‏۳۷- خواص تشعشعی ساختار S10 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال ۱۴۲
شکل پ۲‑‏۳۸- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S10 در محدوده تشعشع خورشید ۱۴۳
شکل پ۲‑‏۳۹- خواص تشعشعی ساختار S10 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۳
شکل پ۲‑‏۴۰- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S10 در محدوده مادون قرمز ۱۴۳
شکل پ۲‑‏۴۱- خواص تشعشعی ساختار S16 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۴
شکل پ۲‑‏۴۲- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S16 در محدوده مادون قرمز ۱۴۴
شکل پ۲‑‏۴۳- خواص تشعشعی ساختار S17 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۴
شکل پ۲‑‏۴۴- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S17 در محدوده مادون قرمز ۱۴۵
شکل پ۲‑‏۴۵- خواص تشعشعی ساختار S19 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۵
شکل پ۲‑‏۴۶- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S19 در محدوده مادون قرمز ۱۴۵
شکل پ۲‑‏۴۷- خواص تشعشعی ساختار S20 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۶
شکل پ۲‑‏۴۸- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S20 در محدوده مادون قرمز ۱۴۶
شکل پ۲‑‏۴۹- خواص تشعشعی ساختار S22 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۶
شکل پ۲‑‏۵۰- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S22 در محدوده مادون قرمز ۱۴۷
شکل پ۲‑‏۵۱- خواص تشعشعی ساختار S23 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۷
شکل پ۲‑‏۵۲- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S23 در محدوده مادون قرمز ۱۴۷
شکل پ۲‑‏۵۳- خواص تشعشعی ساختار S24 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۸
شکل پ۲‑‏۵۴- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S24 در محدوده مادون قرمز ۱۴۸

 

 

سیزده

شکل پ۲‑‏۵۵- خواص تشعشعی ساختار S26 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۸
شکل پ۲‑‏۵۶- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S26 در محدوده مادون قرمز ۱۴۹
شکل پ۲‑‏۵۷- خواص تشعشعی ساختار S27 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال ۱۴۹
شکل پ۲‑‏۵۸- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S27 در محدوده مادون قرمز ۱۴۹
شکل پ۲‑‏۵۹- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S31 در ناحیه نور مرئی ۱۵۰
شکل پ۲‑‏۶۰- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S31 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 150
شکل پ۲‑‏۶۱- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S31 در بازه ۴-۸۵ μm 150
شکل پ۲‑‏۶۲- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S33 در ناحیه نور مرئی ۱۵۱
شکل پ۲‑‏۶۳- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S33 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 151
شکل پ۲‑‏۶۴- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S33 در بازه ۴-۸۵ μm 151
شکل پ۲‑‏۶۵- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S36 در ناحیه نور مرئی ۱۵۲
شکل پ۲‑‏۶۶- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S36 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 152
شکل پ۲‑‏۶۷- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S36 در بازه ۴-۸۵ μm 152
شکل پ۲‑‏۶۸- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S38 در ناحیه نور مرئی ۱۵۳
شکل پ۲‑‏۶۹- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S38 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 153
شکل پ۲‑‏۷۰- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S38 در بازه ۴-۸۵ μm 153
شکل پ۲‑‏۷۱- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S39 در ناحیه نور مرئی ۱۵۴
شکل پ۲‑‏۷۲- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S39 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 154
شکل پ۲‑‏۷۳- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S39 در بازه ۴-۸۵ μm 154
شکل پ۲‑‏۷۴- ضریب عبور نرمال و نیمکروی S41 در ناحیه نور مرئی ۱۵۵
شکل پ۲‑‏۷۵- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S41 در بازه ۰٫۷-۲٫۴ μm 155
شکل پ۲‑‏۷۶- ضریب بازتاب نرمال و نیمکروی S41 در بازه ۴-۸۵ μm 155
شکل پ۲‑‏۷۷- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S45 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۶
شکل پ۲‑‏۷۸- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S46 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۶
شکل پ۲‑‏۷۹- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S47 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۶
شکل پ۲‑‏۸۰- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S48 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۷
شکل پ۲‑‏۸۱- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S49 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۷
شکل پ۲‑‏۸۲- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S50 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۷
شکل پ۲‑‏۸۳- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S52 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۸
شکل پ۲‑‏۸۴- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S53 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۸
شکل پ۲‑‏۸۵- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S54 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۸
شکل پ۲‑‏۸۶- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S55 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۹
شکل پ۲‑‏۸۷- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S56 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۹
شکل پ۲‑‏۸۸- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S57 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۵۹
شکل پ۲‑‏۸۹- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S58 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۶۰
شکل پ۲‑‏۹۰- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S59 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۶۰

 

 

چهارده

شکل پ۲‑‏۹۱- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S60 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۶۰
شکل پ۲‑‏۹۲- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S61 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۶۱
شکل پ۲‑‏۹۳- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S62 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۶۱
شکل پ۲‑‏۹۴- ضریب جذب نرمال و نیمکروی پوشش S63 در محدوده تشعشع خورشبد ۱۶۱
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول ‏۲‑۱- مقادیر  ،  ، P و ΔT برای سه ساختار ۱۵
جدول ‏۲‑۲- خواص تشعشعی اندازه گیری شده یک فویل پلی اتیلن به ضخامت ۵۰ μm با بهره گرفتن از پوشش ها و رنگدانه های مختلف توسط دابسون و همکاران ۱۶
جدول ‏۲‑۳- خواص تشعشعی متوسط یک لایه نازک CdTe به ضخامت ۹٫۷ μm  روی لایه ۱ میلیمتری سیلیکون ، اندازه گیری شده توسط بن لتار و همکاران ۱۷
جدول ‏۲‑۴- خواص تشعشعی متوسط یک لایه نازک CdS به ضخامت ۱ mm ، اندازه گیری شده توسط بن لتار و همکاران ۱۸
جدول ‏۲‑۵- خواص تشعشعی متوسط ساختار شیشه ، فولاد زنگ نزن و قلع ، اندازه گیری شده توسط مهیب و همکاران ۱۸
اندازه گیری شده توسط الکهیلی و همکاران ۲۱
جدول ‏۵‑۱- پوشش های بهینه خنک کاری در روز ۵۴
جدول ‏۵‑۲- خواص تشعشعی پوشش های بهینه خنک کاری در روز در جهت نرمال ۵۴
جدول ‏۵‑۳- خواص تشعشعی نیمکروی پوشش های بهینه خنک کاری در روز ۵۵
) و اختلاف دمای پوشش و محیط برای پوشش های بهینه خنک کاری در روز با فرض شار تشعشعی نرمال ۵۵
) و اختلاف دمای پوشش و محیط برای پوشش های بهینه خنک کاری در روز با فرض شار تشعشعی دیفیوز ۵۶
جدول ‏۵‑۶- حد اکثر اختلاف دمای منطقه خنک کاری و محیط در روز و شب با فرض ε=۱ ۶۷
جدول ‏۵‑۷- پوششهای بهینه خنک کاری در شب ۶۸
جدول ‏۵‑۸- خواص تشعشعی پوشش های بهینه خنک کاری در شب در جهت نرمال ۶۹
جدول ‏۵‑۹- خواص نیمکروی تشعشعی پوشش های بهینه خنک کاری در شب ۶۹
) پوشش های بهینه خنک کاری در شب برای شار نرمال و دیفیوز ۷۰
جدول ‏۵‑۱۱- حد اکثر اختلاف دمای منطقه خنک کاری و محیط در شب با فرض ε=۱ ۷۵
) و خواص تشعشعی میانگین با فرض شار تشعشعی نرمال ۷۶
) و خواص تشعشعی میانگین با فرض شار تشعشعی دیفیوز ۷۶
) و خواص تشعشعی میانگین با فرض شار تشعشعی نرمال ۸۰
) و خواص تشعشعی میانگین با فرض شار تشعشعی دیفیوز ۸۱
جدول ‏۵‑۱۶- حد اکثر اختلاف دمای منطقه خنک کاری و محیط در شب با فرض ε=۱ ۸۱
۸۲
در جهت نرمال ۸۲
۸۳

 

 

شانزده

۸۸
در جهت نرمال ۸۹
۸۹
جدول ‏۵‑۲۳- پوشش های بهینه با ضریب جذب بالا ۹۸

 

 

هفده

جدول ‏۵‑۲۴- ضریب جذب نرمال و نیمکروی متوسط هر پوشش. ۹۹
 
فهرست علائم و نمادها
 
 
نمادهای لاتین
 
علائم یونانی
ضریب جذب متوسط
ضریب جذب
چگالی شار مغناطیسی (Wb/m2)
ضریب عبور
جا به ­جایی الکتریکی (C/m2)
ضریب بازتاب
میدان الکتریکی (V/m)
ضریب گسیل
میدان مغناطیسی (A/m)
طول موج ()
چگالی جریان الکتریکی (A/m2)
رسانایی الکتریکی (A/Vm)
ضریب جذب متوسط
ضریب استهلاک
بردار پویینتینگ (W/m2)
زاویه­ (rad)
ضریب عبور متوسط
فرکانس زاویه­ای (rad/s)
سرعت نور (m/s)
فاز
ضخامت هر لایه (nm)
ضریب عبور داخلی
ضریب جا به ­جایی (W/m2K)
تغییر فاز
بردار موج (۱/m)
چگالی بار (C/m3)
ضریب شکست
ضریب گذردهی (F/m)
شار حرارتی (W/m2)
ضریب تراوایی (N/A2)
بردار مکان (m)
 
زیرنویس
زمان (s)
s
پلاریزاسیون s
توان خنک­کاری (W/m2)
p
پلاریزاسیون p
مقاومت حرارتی (m2K/W)
unpolarized
بدون پلاریزاسیون
دمای پوشش (ºC)
hemispherical
نیم­کروی
دمای منطقه­ی خنک­کاری (ºC)
sol
محدوده­ تشعشع خورشید
دمای محیط (ºC)
محدوده­ نور مرئی
vis
چکیده
پوشش با لایه­های نازک نقش بسیار مهمی در صنایع نیم رسانا ها و تجهیزات میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک دارد. با اضافه کردن یک لایه­ نازک به سطح به علت تداخل امواج الکترومغناطیسی، خواص تشعشعی سطح کاملا متفاوت خواهد بود. در این پروژه با بهره گرفتن از روش­های الکترومغناطیسی، خواص تشعشعی یک ساختار چندلایه­ نازک محاسبه می­شود و با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک و عملیات حرارتی شبیه­سازی شده، خواص چنین ساختاری با تغییر جنس و ضخامت لایه­ها با توجه به مسائل کاربردی بهینه­سازی می­شود.
یکی از مسائل مورد بررسی در این پروژه خنک­کاری تشعشعی است. مشخص شده که در صورتیکه رطوبت بالا نباشد جو زمین در بازه­ ۸ تا ۱۳ میکرومتر به صورت یک چاه حرارتی عمل می­ کند و درنتیجه در صورت استفاده ازیک پوشش انتخابگر، به گونه­ای که تبادل انرژی را به این بازه محدود کند می­توان بدون مصرف انرژی خنک­کاری انجام داد. استفاده از پوشش­هایی که امکان خنک­کاری تحت تابش مستقیم نور خورشید را مهیا کنند تا کنون به صورت یک چالش باقی مانده است. در این پروژه تعدادی پوشش معرفی شده، که به کمک آن­ها امکان خنک­کاری جزئی در حد ۲ تا ۳ درجه­ سانتیگراد، تحت تابش مستقیم نور خورشید وجود دارد. همچنین تعداد زیادی پوشش بهینه برای خنک­کاری در شب معرفی شده است. به علاوه ایده­ی استفاده از پتاسیم بروماید پوشش­داده شده از دو طرف به عنوان یک پوشش بسیار مناسب برای خنک­کاری در شب برای اولین بار مطرح شده است. افت دما با بهره گرفتن از چنین پوششی حدود ۱۲۳% افزایش خواهد داشت.
همچنین ساختارهای بهینه جهت کاربرد به عنوان آینه­ حرارتی معرفی شده است. ضمن اینکه BaTiO3 به عنوان یک آینه­ حرارتی بسیار مناسب، برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفته است.
کلمات کلیدی: انتقال حرارت، لایه­های نازک، انتقال حرارت تشعشعی در ابعاد نانو، خواص تشعشعی، خنک­کاری تشعشعی، آینه­های حرارتی، بهینه­سازی

 

۱-۱  پیشگفتار

 

با توجه به کاربردهای وسیع لایه­های نازک، استفاده از این تکنولوژی در بسیاری از ادوات  اپتیکی، الکترونیکی و تجهیزات مربوط به انرژی خورشیدی متداول شده­است. از طرفی، اطلاع از خواص تشعشعی ساختارهای چندلایه[۱] شامل لایه­های نازک، در بسیاری از کاربردهای عملی مانند فرایندهای گرمایی سریع[۲] (RTP) [1و۲] و سلول­های خورشیدی حائز اهمیت کلیدی می­باشد. یافتن ضخامت بهینه­ لایه­ها جهت دستیابی به خواص تشعشعی مورد نظر، کاربردهای مهمی در تجهیزات خنک­کننده­ تشعشعی[۳]، آینه­های حرارتی[۴]، کلکتورهای خورشیدی و سلول­های خورشیدی دارد، ولی با این وجود به ندرت مورد بررسی قرار گرفته است.
 
لایه­های نازک در کاربردها معمولا به شکل ساختارهای چندلایه مطابق شکل ۱-۱ استفاده می­شوند.
شکل ‏۱‑۱-  یک ساختار چندلایه
همان­طور که دیده می­شود یک لایه­ ضخیم(Substrate) با ضخامتی از order میلیمتر وجود دارد که در اطراف آن (یا فقط در یک سمت) لایه­های نازک قرار دارند. یکی از ویژگی­های مهم این ساختارها قابل تنظیم بودن خواص تشعشعی آن­ها است. خواص تشعشعی چنین ساختارهایی به عوامل متعددی بستگی دارد که در ادامه لیست می­شوند[۳]:

 

 

 

 

 

 

 

  • تعداد لایه­ها
  • جنس لایه­ها
  • نحوه­ چینش لایه­ها
  • ضخامت لایه­ها
  • زاویه­ برخورد
  • دمای لایه­ها
  • پلاریزاسیون پرتو برخوردی
  • user11 11