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

1、硅薄膜太陽能電池是一種以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，將太陽能轉(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。然而，傳統(tǒng)硅薄膜太陽能電池的光吸收效率較低。因此，本文針對如何提高硅薄膜太陽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電池結(jié)構(gòu)光吸收的影響，并對每種結(jié)構(gòu)的光柵高度進行優(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、以及形狀等因素對太陽能電池結(jié)構(gòu)光吸收效率的影響。通過仿真計算，得出多影響因素下最佳結(jié)果，同時分析了它們的吸收光譜和吸收增強機理。
　　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行排列組合后的混合光柵對太陽能電池光吸收的影響。由于Si吸收層體積不同對太陽能結(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吸收層體積而對太陽能電池模型光吸收效率的影響，在優(yōu)化過程中每種光柵結(jié)構(gòu)都只對光柵高度進行了優(yōu)化分析。仿真結(jié)果

3、表明:(1)三角形、矩形和正弦光柵對太陽能電池模型光吸收都有一定的增強。其中，三角形和正弦光柵具有減反效果好的優(yōu)勢，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太陽能電池模型光吸收效率的增強效果要比矩形光柵好。因此，在后光柵設(shè)計中，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因素:形狀、橫截面積和分布密度。通過計算得出:(1)納米線在一定的橫截面積、分布密度下對太陽能電池模型的光吸收有明顯的增強效果;(2)圓形Ag納米線陣列對