Nanostructures can achieve high absorptance over a wide wavelength range, unlike materials that exist in nature. This feature of the nanostructures is sufficient to function as a solar absorber. However, the design of complex nanostructures is difficult to make precisely due to the limitations of the fabrication process. The electromagnetic resonance that accompanies on the nanostructures can be largely altered by the configuration values of the structure, and eventually the fabrication error can lower the performance. One way to solve this problem is to carry out the robust optimization so the performance of the solar absorber is maintained even with the fabrication error. In this study, robust optimization is performed using genetic algorithm with a surrogate model. As a result, we design the absorber that exhibits high absorptance even with unpredictable fabrication errors.
나노 구조는 자연에서 존재하는 물질과 달리 넓은 파장영역에서 높은 흡수율을 달성할 수 있다. 나노 구조의 이런 특성은 태양열 흡수체로써 충분한 기능이 가능하다. 하지만 복잡한 나노구조의 설계는 공정 한계로 인해 정확한 제작이 어렵다. 나노구조에서 수반되는 전자기 공진은 구조를 이루는 형상수치들에 의해 바뀔 수 있으며, 결국 공정오차는 흡수체의 성능을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 이런 문제를 해결하는 방법 중 하나는 형상수치의 오차에도 흡수체의 성능이 유지되도록 강건 최적설계를 수행하는 것이다. 본 연구에서는 대리 모델을 이용한 유전 최적설계를 이용하여 강건최적 설계를 수행하였다. 결과적으로, 본 연구를 통해 예측할 수 없는 공정오차에도 높은 흡수성능을 보이는 흡수체를 설계 하였다.
