| Summary: | 在現今亟需開發非燃料能源的社會，西方各國投入太陽能板的研究，目的是提升太陽能板的光電轉換效應，彌補其大量電力提供時需大面積之缺陷，使其在未來的穩定性足以取代石油燃料。 自然界中一直以來扮演著理想太陽能電池的角色就是葉綠體，2003~2012年，許秋容教授揭露了蔭生植物紅卷柏擁有特殊的葉綠體結構( SHEUE , 2003, 2007, 2012)，為了理解紅卷柏特殊的葉綠體結構，是以何目的在蔭生環境特化出此種特殊葉綠體，我們針對此一結構進行一連串模擬運算，評估紅卷柏葉綠體特殊結構對其穿透反射，吸收光譜及效能，電場分布造成之影響，由我們設計的模擬模型，得到紅卷柏上區葉綠體與一般葉綠體比較的確在350-800nm波長的光有較好的吸收效能。支持了上區葉綠體在紅卷柏中，有提高對光的吸收效應幫助其於低光環境中生長。 未來將此設計運用於太陽能電池的奈米製程，也許可大幅改善現今太陽能電池的缺陷。 In the recent year, greenhouse effect and sea-ice melting are taking place. Western countries investing heavily funds in research on solar panels, the purpose is to enhance the effects of solar photovoltaic panels to make up the defect of a large area is required when providing considerable electricity. Chloroplast is an ideal solar cell in the nature world. Previous studies show Selaginella erythropus has a special chloroplast structure call 'bizonoplast' ( SHEUE , 2003, 2007, 2012)，to understand how this unique structure benefits Selaginella erythropus adapting into the low light environment. We imitate the unique chloroplast structure design our model and conducting serial computation of reflectance, transmittance, absorption and electric field distribution. The results reported here support the idea that compare to the general chloroplast, bizonoplast has better absorption in the wave length range of 350-800nm improve the absorption of light , benefits the growth in the low-light environments. Within years, applications of this design in nanometer process solar cells, perhaps will significantly improve the defect of today's solar cells. 致謝…………………………………………………………………………I 摘要…………………………………………………………II 英文摘要……………………………………………………………………III 目次…………………………………………………IV 表目次…………………………………………………………………V 圖目次…………………………………………………………VI 第一章 簡介………………………………………………………………1 第二章 原理………………………………………………………………6 2-1在非損耗性介質的平面波………………………………………10 2-2平坦介電質介面上的垂直入射…………………………………11 2-3平坦的介電質界面上之斜向入射…………………………………13 2-4多層介電質介面上的斜向入射…………………………………15 2-5全反射…………………………………………………………………18 第三章紅卷柏上區葉綠體模擬結果…………………………………20 3-1週期性結構對穿透及反射率影響……………………………………20 3-2不同層間距穿透及反射結果…………………………………………23 3-3不同層間厚度對吸收峰值得影響…………………………………24 3-4折射係數對吸收率影響………………………………………………25 3-5折射係數對穿透及反射率影響………………………………………26 3-6入射角對穿透、反射率及吸收率的影響……………………………28 3-7模擬紅卷柏內上區葉綠體結構吸收波與反射波比較……………31 3-8不同週期結構對A1, A4峰值位置的電場分布影響…………………32 3-9模擬紅卷柏內上區葉綠體折射系數對電場分布的變化 (T1b index 1.39) ………………………………………………………36 3-10模擬不同吸收層分布的紅卷柏上區葉綠體結構…………………43 3-11比較紅卷柏上區葉綠體與一般葉綠體雙層結構對吸收波增強率的影響…………………………………………………………………58 第四章 結果討論…………………………………………………………64 參考資料…………………………………………………………………66
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