银纳米光栅增加晶体硅薄膜太阳能电池光吸收的研究

【摘要】：为了提高晶体硅(c-Si)薄膜太阳能电池对光的俘获能力,提出了一种可以显著增强光吸收的电池结构,该结构由减反射层、有源层和背反射镜组成。基于有效折射率调制的基本原则和严格耦合波理论,通过数值计算与仿真讨论了不同结构层的光学特性,计算了减反射层的透射率、背反射镜的反射率和经过优化后的c-Si薄膜太阳能电池的吸收率。在AM1.5G(地表面上接受到的以48°入射的太阳光谱,包含漫反射)照射下,当入射角小于75°,有源层的厚度为20μm时,太阳能电池在400~850nm、850~1000nm、1000~1100nm波长范围内平均吸收率分别为85.7%、49%、14%,有效弥补了c-Si薄膜太阳能电池近红外波段吸收不足的缺陷。 【作者单位】： 青海大学新能源光伏产业研究中心;
【关键词】： 光伏 晶体硅薄膜 太阳能电池 表面等离子体激元 陷光 金属纳米光栅
【基金】：青海省重点实验室发展专项资金(2014-Z-Y31,2015-Z-Y18)
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 目前限制薄膜太阳能电池发展的一个严重问题是:半导体材料的光吸收深度远远大于光子扩散深度,且对禁带能量附近的光很不敏感,因此薄膜太阳能电池光电转换效率较低。提高晶体硅(c-Si)薄膜太阳能电池的光俘获能力主要从减少表面反射和增加光在太阳能电池内传播的路径长度这两方

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