فهرست

شبیه سازی و بهینه سازی نانوآنتن ها با پچ چندضلعی در سلول های خورشیدی

نشریه: سال دوم-شماره ۲-تابستان ۱۳۹۴ - مقاله 7   صفحات :  103 تا 107



کد مقاله:
nm-147

مولفین:
مهسا علی جباری: دانشگاه بین المللی امام خمینیره - دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی برق
ساغر جارچی
حمیده خصوصی ثانی: دانشگاه بین المللی امام خمینیره - دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی برق
مسعود عدالتی پور: دانشگاه صنعتی شریف - دانشکده مهندسی برق


چکیده مقاله:

نانو آنتن های اپتیک برای جمع آوری انرژی خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرند. در این کاربرد توانایی این آنتن ها در جمع آوری انرژی خورشیدی بسیار مورد اهمیت است. در این مقاله نانو آنتن ها با پچ دو قطبی پاپیونی ، چندضلعی و دایروی برای جمع آوری انرژی در محدوده فرکانس تراهرتز مورد بررسی قرار می گیرد و ابعاد آن ها به منظور انتخاب بهترین آنتن در جمع آوری بیشتر انرژی خورشیدی بهینه سازی می شود. برای شبیه سازی آنتن ها از نرم افزار HFSS که بر اساس روش المان محدود است، استفاده شده است. همه ی آنتن ها از جنس طلا انتخاب شده اند که بر روی زیرلایه با ثابت دی الکتریک 2.09 قرار گرفته اند. مشخصات دی الکتریک طلا که در شبیه سازی مورد نیاز است توسط مدل درود محاسبه می شوند. هدف اصلی این مقاله بهینه کردن ابعاد آنتن های معرفی شده است و تعیین آنتنی که بیشتر از آنتن های دیگر انرژی خورشید را جمع آوری می کند. سرانجام نشان داده خواهد شد که افزایش اضلاع پچ و در نتیجه نرم شدن شکل هندسی پچ آنتن در مورد گین و پهنای باند تاثیر منفی خواهد داشت و باعث کاهش مقدار انرژی جمع آوری شده می شود.


Article's English abstract:

Optical nano-antennas have been proposed as an alternative option for solar energy harvesting. In this work the power conversion efficiency of optical antennas have been proposed as an alternative option for solar energy harvesting. In this paper, an investigation is presented into bowtie, polygonal and circle antennas for THz energy detection, with the aim of optimizing their geometrical parameters. HFSS Multiphysics based on the Finite Element Method FEM is used to simulate the golden nano-antennas, which are placed on a silica glass substrate with εr 2.09 . The dielectric properties of gold is obtained by fitting the experimental data into the Drude model. A performance comparison among these designs is presented in order to find the optimum solution for this application. The main goal of this study is to design and optimize nano-antennas for maximum solar radiation energy conversion. It is shown that increasing the edges of the patch consequently tapering of the patch, decreases the value of the converted electric field.


کلید واژگان:
نانو¬آنتن، سلول خورشیدی

English Keywords:
Nano-antenna, Solarcell

منابع:

English References:
[1] Berland, B. “Photovoltaic Technologies Beyond the Horizon: Optical Rectenna Solar Cell.” National Renewable Energy Laboratory. National Renewable Energy Laboratory, Apr. 2009 [2] M. Bozzetti; G. de Candia, M. Gallo, O. Losito, L. Mescia, and F. Prudenzano, ”Analysis and design of a solar rectenna,” IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), pp.20012004, 4-7 July 2010. [3] Ji-Yong Park Sang-Min Han Itoh, T."A rectenna design with harmonicrejecting circular-sector antenna" Antennas and Wireless Propagation Letters, IEEE 2004 Vol.3, On page(s): 52- 54 [4] Heikkinen, J. Kivikoski, M., "A novel dual-frequency circularly polarized rectenna" , Antennas and Wireless Propagation Letters, IEEE 2003, Vol.2, page(s): 330- 333 [5] D. K. Kotter, S. D. Novack, W. D. Slafer, and P. J. Pinhero, ”Theory and manufacturing processes of solar Nano-antenna electromagnetic collectors,” ASME J. Sol. Energy, Vol. 132, p.011014, 2010. [6] D. K. Kotter, S. D. Novack, W. D. Slafer, and P. J. Pinhero, ”Solar Nantenna Electromagnetic Collectors”, Proceedings of the 2nd International Conference on Energy Sustainability, Florida, USA, August, 2008. [7] P. Bharadwaj, B. Deutsch, and L. Novotny, ”Optical Antennas”, Advances in Optics and Photonics, Vol. 1, Issue 3, pp. 438-483 (2009). [8] Wu Yu-Ming, Li Le-Wei, and Liu Bo, ”Geometric effects in designing bow-tie Nano-antenna for optical resonance investigation,” Asia- Pacific Symposium on Electromagnetic Compatibility (APEMC), 12-16 April, 2010 [9] Yu-Ming, Li Le-Wei, and Liu Bo, ”Gold Bow-Tie Shaped Aperture Nano-antenna: Wide Band Near-field Resonance and Far Field Radiation”, IEEE Transactions on Magnetics, Vol.46, no.6, pp.1918-1921, June 2010.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 1751
تعداد دریافت فایل مقاله : 87



طراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورکطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک