基于銀微納結(jié)構(gòu)的薄膜太陽能電池陷光性能研究.pdf

1、薄膜太陽能電池具有制造成本低，載流子的體復合較小的優(yōu)點，但是由于其厚度只有幾百納米到幾微米，不能有效利用半導體近帶隙附近的光子能量，所以就必須用到陷光技術來增加光吸收。金屬微納結(jié)構(gòu)的表面等離子體激元效應具有近場增強和表面局域的性質(zhì)，可以將光強烈的聚集在金屬納米顆粒周圍，從而增強光吸收?；谏鲜霰尘?，本文利用基于有限元原理的Comsol Multiphysics仿真軟件計算并系統(tǒng)地研究了金屬微納結(jié)構(gòu)對太陽能電池陷光增效的影響。
　　

2、首先，采用Comsol Multiphysics仿真軟件以單晶硅為襯底，將球形銀納米陣列加在襯底的不同位置，計算了電池的反射率、透射率、吸收率、轉(zhuǎn)換效率，并與相同厚度的單晶硅進行對比，發(fā)現(xiàn)當銀納米陣列位于電池的頂部時，電池的反射率明顯下降，光的透過率(吸收率與透射率的和)明顯提高，陷光效果較好。
　　其次，將球形銀納米陣列加在硅基底頂部，研究了粒子半徑與陣列周期變化對電池性能的影響，發(fā)現(xiàn)當粒子半徑大于80nm，陣列周期是半徑的4-

3、6倍時，陷光效果較好。
　　再次，研究了金屬背反射層的加入對電池光吸收性能的影響。發(fā)現(xiàn)當在電池底部加上厚度70nm的平板金屬背反層后，電池的透射率幾乎降為0，吸收率和轉(zhuǎn)換效率有所提高，但同時反射率也會增大；當在電池底部加上圖案化的背反射層后，電池的反射率降低，吸收率和轉(zhuǎn)換效率進一步提高。
　　最后，在電池底部加上圖案化的背反射層，又進一步研究了電池頂部金屬納米粒子高度變化對電池光吸收性能的影響，發(fā)現(xiàn)當納米粒子的形狀為接近球形