为了分析混合光栅对硅薄膜太阳能电池光吸收的影响, 在硅层厚度等效一致的条件下, 设计了单一形状、同向和异向混合形状光栅单晶硅太阳能电池结构.利用时域有限差分法分别优化计算了各种混合光栅的最佳尺寸、光生电流密度和光吸收效率, 发现异向混合结构的Ag光栅比其他结构具有更好的光吸收能力.通过电磁场强度分布图分析了混合光栅结构的吸收增强机理, 并针对异向混合光栅, 计算了不同光栅数量组成结构的光生电流密度.同时, 利用光吸收增强因子定量分析得出一个三角凸型和一个抛物线凹槽是异向混合光栅最佳数量组合.有规律地改变这种混合光栅的宽度比和高度比, 计算光生电流密度.结果发现当宽度比为1∶1, 高度比在一个小范围内（0.67 ~ 1.86)波动时, 这种异向混合结构比平板太阳能电池的光生电流密度提高了62.9%.研究结果可为薄膜太阳能电池的结构和参数设计提供参考.

为了研究Ag纳米线对单晶硅薄膜太阳能电池光吸收效率的影响, 设计了固定体积比例下具有三角形光栅和矩形光栅的单晶硅薄膜太阳能电池结构.在两种结构的Ag-Si交界处分别添加横向截面为圆形和矩形的Ag纳米线阵列, 利用有限时域差分法分别模拟计算了这两种结构的太阳能电池和对照组的吸收光谱.通过扫描优化得到两种光栅结构的最佳高度、纳米线横截面积以及分布密度, 并计算出最优条件下300~1 100 nm波段的光吸收效率.通过分析光吸收增强谱和电磁场强度分布图得出了含有纳米线模型在长波段的吸收增强机理.结果表明, 添加了Ag纳米线后的两种太阳能电池模型均比两种对照组模型具有更好的光捕获和吸收作用, 在矩形光栅模型中添加Ag纳米线后吸收效率的提升要比三角形光栅模型中更为明显.研究结果可为新型太阳能电池的结构参数设计提供参考.

不同推进剂火箭发动机尾焰中主要辐射气体组分不同, 采用谱带模型法精确快速求解不同推进剂火箭发动机尾焰红外辐射特性, 需要构建描述气体辐射特性的谱带参数数据库。提出了一种谱带参数库构建方法并开发了计算程序, 以HITEMP2010数据库为基础构建了波数间隔5 cm-1、温度间隔100 K的CO2和H2O谱带模型参数库, 通过与实验测量对比吸收系数分布特性、与逐线计算法对比透过率分布特性验证了所提出模型和开发程序的准确性; 在此基础上, 分别以HITEMP2010和HITRAN2012数据库为基础构建了辐射气体CO、OH、NO和NO2的谱带模型参数数据库, 并结合逐线计算法对比分析了不同温度下、不同光学行程下透过率分布特性。

设计了一维双层余弦共形光栅结构的单晶硅薄膜太阳能电池.利用时域有限差分法模拟计算了双层余弦共形光栅结构和对照组结构的吸收光谱; 利用归一化光吸收密度的概念, 定量分析了300～700 nm和700～1 100 nm两个波段的光吸收效率.结果表明双层共形光栅结构具有更好的全波段吸收效率, 且在长波段余弦光栅比矩形光栅具有更好的光捕获和吸收作用.利用光吸收增强谱和电磁场强度分布图, 分析了余弦光栅在长波段的吸收增强机理.通过计算短路电流密度, 发现双层余弦共形光栅结构比平板结构太阳能电池的短路电流密度提高了79.5%, 余弦光栅结构比矩形光栅结构的短路电流密度提高了8.5%.