非晶硅太阳电池宽光谱陷光结构的优化设计

摘要：

陷光是改善薄膜太阳电池光吸收进而提高其效率的关键技术之一.以非晶硅(α-Si)薄膜太阳电池为例,设计了一种新的复合陷光结构：在Ag背电极与硅薄膜之间制备一维Ag纳米光栅,并通过保形生长在电池前表面沉积织构的减反膜.采用有限元数值模拟方法,研究了该复合陷光结构对电池光吸收的影响,并对Ag纳米光栅的结构参数进行了优化.模拟结果表明：该复合陷光结构可在宽光谱范围内较大地提高太阳电池的光吸收；当Ag纳米光栅的周期P为600 nm,高度H为90 nm,宽度W 为180 nm时,在AM1.5光谱垂直入射条件下α-Si薄膜电池在300-800 nm波长范围内总的光吸收较无陷光结构的参考电池提高达103%,其中在650-750 nm长波范围内的光子吸收率提高达300%以上.结合电场强度分布,对电池在各个波段光吸收提高的物理机制进行了分析.另外,该复合陷光结构的引入,还较大地改善了非晶硅电池对太阳光入射角度的敏感性.

关键词：非晶硅太阳电池、陷光、银纳米光栅、数值模拟

分类号：TN3;TM9

资助基金：国家重点基础研究发展计划2011CB201606;国家自然科学基金批准号:11204276,51007082资助的课题.@@@@Project supported by the National Basic Research Program of ChinaGrant 2011CB201606;the National Natural Science Foundation of ChinaGrant .11204276,51007082

在线出版日期：2013-12-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：247801-1-247801-6