基于时域有限差分法的TiO_2纳米纤维膜光学数值模拟及优化设计

晏榆洋, 郭竑宇, 斯阳

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0270

东华大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (04) : 57 -62. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0270

基于时域有限差分法的TiO_2纳米纤维膜光学数值模拟及优化设计

晏榆洋, 郭竑宇, 斯阳

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摘要

针对高太阳光反射率和低成本的材料开发需求，基于时域有限差分法模拟TiO_2纳米纤维膜中结构参数对膜材料反射性能的影响规律，结果表明：当TiO_2纳米纤维直径为300 nm时，材料具有最优的宽带散射性能，其太阳光波段内的积分散射率为2.462;太阳光反射率与纤维膜厚度呈正相关，当纤维膜厚度增至150μm时，膜材料具有优异的太阳光反射性能。通过调控静电纺丝工艺参数和纺丝时间，制备出不同纤维直径和不同厚度的TiO_2纳米纤维膜材料。膜材料的太阳光反射率测试结果表明：当所制备的TiO_2纳米纤维平均直径为293.2 nm、膜厚度为155μm时，膜材料具有高太阳光反射率(94.50%)。