金屬納米等離子體增強(qiáng)硅薄膜太陽能電池光吸收.pdf

1、傳統(tǒng)的太陽能電池面臨的兩大突出問題就是降低太陽能電池成本和提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率,目前商品化的太陽能電池主要以硅材料為主,硅基太陽能電池占現(xiàn)在太陽能電池市場的80％。而傳統(tǒng)的單晶硅太陽能電池厚度大約在180-300mm,而硅薄膜太陽能電池只有幾微米,大大減少了硅材料的消耗從而降低了太陽能電池的成本,但是Si材料厚度的減小會降低Si薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率,最新的研究表明,利用金屬等離子體的光散射和局域等離共振產(chǎn)生的場增強(qiáng)光聚集

2、作用可以有效的提高硅薄膜太陽能電池的光吸收,本文分別進(jìn)行了以下研究:
　　1.為了研究金屬納米顆粒增強(qiáng)硅薄膜太陽能電池,首先利用時(shí)域有限差分FDTD方法計(jì)算分析了球形,方形,金字塔形三種形狀金屬Ag納米顆粒的局域等離共振的消光特性,并發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)硅表面金屬納米顆粒形狀和大小,表面SiO2鈍化層厚度對于硅薄層的光吸收都有影響,并發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)納米顆粒的粒徑大小,可以使硅層的光吸收譜紅移,提高紅外波段的光吸收。
　　2.借助于金屬納米

3、顆粒對于硅層光吸收譜的研究,首先設(shè)計(jì)了上表面球納米列陣下表面方形納米列陣硅薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu),計(jì)算發(fā)現(xiàn)球粒徑和方形顆粒邊長可以影響太陽能電池的光吸收,通過優(yōu)化太陽能電池的結(jié)構(gòu)參數(shù),可以實(shí)現(xiàn)的光吸收效率增強(qiáng)。
　　3.利用二維亞波長光柵的減反和光衍射作用,本文進(jìn)一步提出了一種亞波長凹面光柵和金屬納米等離顆粒結(jié)合的薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu),理論分析表明:這種二維表面凹槽周期結(jié)構(gòu)可有效降低太陽光表面的反射系數(shù),特別是通過調(diào)節(jié)半圓形凹槽的半徑,