基于FDTD算法的周期結(jié)構(gòu)薄膜太陽能電池吸光效率的研究.pdf

1、目前商品化的傳統(tǒng)太陽能電池材料主要以硅為主，厚度大約在180-300微米，但是在制作此種電池的過程中會(huì)損失很大一部分硅錠，此種損失無形中提高了太陽能電池的生產(chǎn)成本，而薄膜太陽能電池的厚度卻只有1-2微米，硅使用量的減少降低了電池的生產(chǎn)成本。但是由于硅材料的減少使得薄膜太陽能電池的光吸收效率降低，因此如何提高薄膜太陽能電池的吸光效率成為當(dāng)下的研究熱點(diǎn)，本文分別進(jìn)行了以下研究:
　　1.以時(shí)域有限差分算法(FDTD)為基本研究方法，基

2、于Floquent定理，推導(dǎo)了二維金屬色散介質(zhì)和一維周期邊界條件的FDTD迭代式并驗(yàn)證其正確性，為分析帶有一維周期性結(jié)構(gòu)的二維新型薄膜太陽能電池的吸光效率提供可行性基礎(chǔ);推導(dǎo)了三維金屬色散介質(zhì)和二維周期邊界條件的FDTD迭代式，并驗(yàn)證其正確性，為后期研究擁有二維周期結(jié)構(gòu)的三維模型提供可行性基礎(chǔ)。
　　2.設(shè)計(jì)了一款具有一維周期結(jié)構(gòu)的雙光柵薄膜太陽能電池，并應(yīng)用結(jié)合周期邊界條件(PBC)的時(shí)域有限差分(FDTD)算法仿真計(jì)算了此款太

3、陽能電池的吸光效率，結(jié)果表明由于上光柵的存在，使得近紫外區(qū)和大部分可見光區(qū)域的光吸收效率得到了有效提高，由于下光柵的存在，使得近紅外區(qū)域的光吸收效率得到有效提高;研究還發(fā)現(xiàn)通過優(yōu)化上下光柵溝槽深度、光柵的溝槽寬度以及下光柵材料可以提高薄膜太陽能電池的光吸收效率以及吸光帶寬。
　　3.設(shè)計(jì)了一款具有一維周期結(jié)構(gòu)的雙層納米顆粒薄膜太陽能電池，并應(yīng)用結(jié)合周期邊界條件(PBC)的時(shí)域有限差分(FDTD)算法仿真計(jì)算了此款薄膜太陽能電池的吸