طراحی و شبیه سازی نوری یک سامانه نوین قدرت زای نوری گرمایی مبتنی بر گسیلنده بلور فوتونی تانتالیومی و قدرت زای نوری inas

در این مقاله طراحی و شبیه‌سازی نوری یک سامانه قدرت‌زای نوری گرمایی جدید ارائه شده است. در بخش گسیلنده سامانه از یک ساختار بلور فوتونی فلزی از جنس تانتالیوم و در بخش جذب‌کننده از یک قدرت‌زای نوری مسطح از جنس inas استفاده شده است. در بخش جذب‌کننده برای بالا بردن مقدار جذب از پوشش ضد انعکاس از جنس سیلیکون نیتراید به ضخامت 200 نانومتر استفاده شد. بر اساس نتایج حاصل از تکرار شبیه‌سازی‌های عددی نشان داده شد که با تنظیم دمای بخش گسیلنده بر روی 1650 درجه کلوین، طول‌موج نظیر بیشینه قله تابش نزدیک به مقدار 1.7 بوده و مقدار بهره کوانتومی داخلی بیشینه خواهد بود. به ازای دمای 1650 درجه کلوین، سامانه طراحی شده دارای بهره کوانتومی داخلی و جریان اتصال کوتاه به ترتیب 77% و 62 است. برای شبیه‌سازی نوری از روش fdtd و نیز برنامه‌های کدنویسی شده با استفاده از نرم افزار متلب استفاده شد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نوری موید آن است سامانه قدرت‌زای پیشنهادی که مبتنی بر بخش گیرنده از جنس inas است، به مانند سایر مواد با جذب بیشینه در باند میانه که در مرز تحقیقات روز قرار دارند (همچونgasb، ingaassb و ingaas )، دارای عملکرد مناسبی بوده و می‌تواند در سامانه‌های تبدیل انرژی حالت جامد به خوبی به‌کار گرفته شود.