衍射光栅和光子晶体增强晶体硅薄膜太阳电池光俘获的模拟

摘要：

提出了一种可以吸收宽光谱的晶体硅薄膜太阳电池结构,其中增透膜为三角形衍射光栅,背反射层由以晶体硅为背景的三角晶格的空气圆柱形光子晶体组成.采用严格耦合波理论和平面波展开法,模拟研究了衍射光栅和光子晶体对提高电池吸收率的影响.结果表明,入射角度在0°～60°之间,增透膜在380～1100 nm波长范围内存在高透射率,背反射层在800～1100 nm波长范围内存在高反射率.对于有源层厚度为20 μm的晶体硅薄膜太阳电池,在入射波为TM偏振状态下,自然光垂直入射时,三角形衍射光栅使光吸收率增加18％,二维光子晶体使光吸收率增加6％.有增透膜和背反射层的晶体硅薄膜太阳电池,当入射角度小于60°时,在380～850 nm波长范围内平均吸收率为87.6％,在850～1000 nm波长范围内平均吸收率为49％.

关键词：探测器、太阳电池、衍射光栅、光子晶体、吸收

所属期刊栏目：53

分类号：TM914.4

资助基金：青海省重点实验室发展专项资金2014-Z-Y31,2015-Z-Y18

在线出版日期：2016-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：90-95