硅太陽電池中微納結(jié)構(gòu)陷光及電學(xué)特性研究.pdf

1、非晶硅薄膜太陽電池本身層厚較薄不能夠?qū)θ肷涔庾舆M行完全吸收,通過對其入射光路進行優(yōu)化設(shè)計而增加光程提高其表面透過率及體內(nèi)吸收率從而提高最終效率是除改進材料以外提高非晶硅薄膜電池效率的重要途徑。本文采用幾何結(jié)構(gòu)的二維陣列形成的表面及內(nèi)部光子晶體具有良好的陷光及光分散等光調(diào)制作用,從而提高非晶硅薄膜電池對光的透過吸收率。本文同時研究了單晶硅電池,其內(nèi)部的梳齒狀pn結(jié)結(jié)構(gòu)可以對電流分布進行二維調(diào)制從而提高電池效率。
　　本文對于非晶硅薄

2、膜電池頂層ITO層陷光特性進行了研究,提出了兩種陷光結(jié)構(gòu),一種在平面ITO層表面做微小結(jié)構(gòu)光柵,如矩形,梯形,凹或凸圓槽等。通過調(diào)整其結(jié)構(gòu)參數(shù),實現(xiàn)其總透過率和霧度值的最優(yōu)化。另一種方法在已經(jīng)結(jié)構(gòu)化的基底上沉積ITO層,ITO形態(tài)隨基底進行同步結(jié)構(gòu)化,模擬了凹,凸圓弧結(jié)構(gòu)及類正弦結(jié)構(gòu)膜層等對光路的調(diào)制作用。采用嚴格耦合波法及有限時域差分法進行模擬,得到了每種結(jié)構(gòu)透射特性并進行優(yōu)化。模擬得到的優(yōu)化結(jié)構(gòu)為凹圓弧ITO結(jié)構(gòu),在弧曲率半徑為0.

3、3um,周期為0.55um時,中心波段透射率為85％以上,霧度保持在90%以上,在0.73—0.83um波段始終在97%以上。
　　研究了單晶硅電池微納結(jié)構(gòu)對電學(xué)特性的影響,提出一種內(nèi)部梳齒狀的pn結(jié)結(jié)構(gòu),對其梳齒深度,寬度,周期等參數(shù)進行調(diào)制,找尋梳齒結(jié)構(gòu)對最終電池效率的影響趨勢,并在直角梳齒的基礎(chǔ)上提出了更優(yōu)化的圓角梳齒結(jié)構(gòu),防止電流集邊。獲得優(yōu)化圓角梳齒結(jié)構(gòu)周期為23um,深度為30um,寬度為1um,此時電池效率為9.25