硅基薄膜太陽能電池近紅外截止濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、硅基薄膜太陽能電池作為“第二代”光伏器件最具競爭力的角色之一，主要有以下幾方面優(yōu)點(diǎn):無毒無污染、材料來源廣泛、制備技術(shù)成熟等。近年來，商業(yè)化生產(chǎn)的光伏組件還是以硅基太陽能電池為主，主要分為晶體硅、薄膜硅兩大類，由于原材料都是硅，故其工作帶隙基本都在400～1100nm范圍內(nèi)，對于近紅外波段的大部分低能光子不會(huì)被吸收用來產(chǎn)生電子空穴對，而且這部分近紅外光具有很強(qiáng)的熱輻射效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量熱能，使電池的工作溫度升高，進(jìn)而降低了電池的輸出功率。<

2、br>　　鑒于以上原因，我們設(shè)計(jì)了一種近紅外截止濾波器，在不影響太陽能電池正常工作波段透過率的前提下過濾掉近紅外波。近年來，一維光子晶體以其結(jié)構(gòu)簡單、制備工藝比較完善且具有近似完全光子禁帶的全向反射帶，在理論和實(shí)驗(yàn)研究上都得到了研究人員的高度重視。本論文主要研究的就是如何用最簡化的光子晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該濾波器，在保證太陽能電池正常工作帶隙不受影響的前提下，最大限度的提高近紅外光譜截止帶寬，具體模擬計(jì)算與實(shí)驗(yàn)過程如下:
　　第一部分我們

3、利用傳輸矩陣法(Transfer Matrix Method，TMM)，研究均勻平面波透過多層膜結(jié)構(gòu)的傳輸特性，然后使用MATLAB編寫程序、調(diào)用TMM算法，設(shè)置光子晶體材料參數(shù)，進(jìn)行理論模擬計(jì)算，最終得到在400～2000nm范圍內(nèi)的透射譜圖，并分析光子晶體材料折射率、光子晶體周期數(shù)以及光子晶體晶格常數(shù)對結(jié)果的影響，得到最簡單的一維光子晶體濾波器結(jié)構(gòu)，其近似完全光學(xué)禁帶為1051.6nm～1594.4nm。
　　第二部分為了驗(yàn)證