锥形二维光子晶体太阳电池数值模拟

摘要：

采用时域有限差分方法,模拟研究在本征吸收层引入锥形二维光子晶体(2D PC)后,其结构参数变化对单结微晶硅电池各膜层吸收的影响规律.研究表明,2D PC的纵横比(高度与周期之比)对电池本征吸收具有决定性影响.周期小于1 μm时,本征吸收随着纵横比的增大先上升后下降,纵横比为1时达到最大值;周期大于1μm时,本征吸收达到最大值的纵横比小于1,且周期越大,实现本征吸收最大化的纵横比越小.当周期为0.5μm,纵横比为1时,锥形2D PC电池的本征吸收达到峰值,短路电流密度为27.8 mA/cm2;与平面结构相比,短路电流密度提升5.8 mA/cm2,相对增加27%.该研究突破了以往认为绒面陷光效果主要取决于绒面形貌横向特征尺寸的观点,对实验获取最佳的周期或随机绒面陷光结构具有指导意义.

关键词：硅基薄膜太阳电池、二维光子晶体、陷光、光学吸收提升

所属期刊栏目：67

分类号：TM9;TG1

资助基金：高等学校学科创新引智计划B16027;国家自然科学基金61176060, 61404074, 61504069, 61377031, 61605145;天津市自然科学基金14JCQNJC02100;光学信息技术科学教育部重点实验室南开大学开放基金批准号:2017KFKT015资助的课题. Project supported by the Program of Introducing Talents of Discipline to Universities, ChinaGrant B16027;the National Natural Science Foundation of ChinaGrant . 61176060, 61404074, 61504069, 61377031, 61605145;the Natural Science Foundation of Tianjin,ChinaGrant 14JCQNJC02100;the Open Fund of the Key Laboratory of Optical Information Science&Technology;Ministry of Education,ChinaGrant 2017KFKT015

在线出版日期：2018-02-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：325-334