薄膜太阳能电池双界面光栅结构的优化分析

摘要：

设计了一种半圆形前置与梯形后置双界面的光栅结构的单晶硅薄膜太阳能电池,利用时域有限差分法对该结构和对照组进行了模拟计算,通过分析短路电流密度和吸收光谱可知,双界面光栅结构的光捕获性能优于单界面光栅结构,利用电磁场分布对该结构在长波段(750～1100 nm)的吸收增强机理进行了分析.此外,针对前置半圆形后置梯形光栅结构,进一步优化了后置梯形光栅的左右斜率与同周期下前后光栅的偏移程度,结果表明非规则的梯形结构具有较好的光捕获表现,通过吸收效率云图也能发现偏移程度在40 nm时效果最佳.通过计算分析,短路电流密度的最优值达到了 20.17 mA/cm2,相较于平板结构的短路电流密度提高了 58.1％,研究结果对于薄膜太阳能电池的光栅结构设计具有一定的指导意义.

关键词：薄膜、太阳能电池、时域有限差分法、光捕获、半圆形光栅、梯形光栅、短路电流密度

所属期刊栏目：59

分类号：TK514(特殊热能及其机械)

资助基金：国家自然科学基金51435003

在线出版日期：2022-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：372-378