固定體積比例下Ag納米線對(duì)不同太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)光吸收影響分析.pdf

1、硅薄膜太陽(yáng)能電池是一種以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。具有制作成本低、污染小、潛力巨大等優(yōu)勢(shì)。然而，傳統(tǒng)硅薄膜太陽(yáng)能電池的光吸收效率較低。因此，本文針對(duì)如何提高硅薄膜太陽(yáng)能電池的光吸收效率，提出了一種在改變光柵形狀的基礎(chǔ)上添加Ag納米線的解決方案。其中，光柵方面本文研究了不同形狀的光柵對(duì)電池結(jié)構(gòu)光吸收的影響，并對(duì)每種結(jié)構(gòu)的光柵高度進(jìn)行優(yōu)化。在確定了每種結(jié)構(gòu)的最佳高度后引入Ag納米線陣列，并考慮Ag納米線的橫截面積、分布密度

2、以及形狀等因素對(duì)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)光吸收效率的影響。通過(guò)仿真計(jì)算，得出多影響因素下最佳結(jié)果，同時(shí)分析了它們的吸收光譜和吸收增強(qiáng)機(jī)理。
　　在光柵研究方面，本文分析了三角形、矩形、正弦光柵以及三種光柵進(jìn)行排列組合后的混合光柵對(duì)太陽(yáng)能電池光吸收的影響。由于Si吸收層體積不同對(duì)太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)光吸收效率有非常顯著的影響，為了消除由于改變Si吸收層體積而對(duì)太陽(yáng)能電池模型光吸收效率的影響，在優(yōu)化過(guò)程中每種光柵結(jié)構(gòu)都只對(duì)光柵高度進(jìn)行了優(yōu)化分析。仿真結(jié)果

3、表明:(1)三角形、矩形和正弦光柵對(duì)太陽(yáng)能電池模型光吸收都有一定的增強(qiáng)。其中，三角形和正弦光柵具有減反效果好的優(yōu)勢(shì)，而矩形光柵模型中出現(xiàn)效果比較好的Febry-Perot(F-P)模式。(2)三角形和正弦光柵對(duì)太陽(yáng)能電池模型光吸收效率的增強(qiáng)效果要比矩形光柵好。因此，在后光柵設(shè)計(jì)中，優(yōu)先選擇三角形和正弦光柵。(3)在優(yōu)化光柵高度的工作中，每種光柵結(jié)構(gòu)的最佳高度均不相同。(4)在混合光柵模型光柵高度的研究中得出，單一模型最佳高度混合得到混合

4、光柵模型其短路電流密度不一定大于三種光柵統(tǒng)一高度下的最優(yōu)模型。
　　在控制了每種模型Si吸收層體積占總體積的比例為固定值的前提下，將規(guī)則分布的Ag納米線陣列添加至每種模型的Ag-Si交界處，并分析了這些含有Ag納米線陣列的太陽(yáng)能電池模型的光吸收。Ag納米線陣列的研究主要考慮了三個(gè)因素:形狀、橫截面積和分布密度。通過(guò)計(jì)算得出:(1)納米線在一定的橫截面積、分布密度下對(duì)太陽(yáng)能電池模型的光吸收有明顯的增強(qiáng)效果;(2)圓形Ag納米線陣列對(duì)