一維和雙層二維光子晶體太陽能電池背反射器

【摘要】：利用a-Si∶H和SiO2等介質(zhì),設計了一種由一維光子晶體和雙層二維光子晶體組成的非晶硅薄膜太陽能電池背反射器.利用時域有限差分法對該背反射器在入射光波長范圍為300~1 100nm波段的反射率和透射率進行仿真,計算不同結(jié)構參量下非晶硅太陽能電池短路電流密度并進行比較分析,最終得到了最佳背反射器結(jié)構.結(jié)果表明:設計的太陽能電池背反射器能夠有效地延長入射光在太陽能電池吸收層的傳播路徑,有助于緩解太陽能電池吸收層厚度對電池吸收效率的影響,提高了電池吸收層對入射光的吸收效率.一維光子晶體和雙層二維光子晶體結(jié)構的背反射器可以大幅度提高電池的光捕獲能力,將非晶硅薄膜太陽能電池的短路電流密度提高到31.96mA/cm2,較常用的Ag/ZnO背反射器結(jié)構非晶硅薄膜太陽能電池提高了51.0%. 【作者單位】： 桂林電子科技大學電子工程與自動化學院廣西高校光電信息處理重點實驗室;廣西科技大學;
【關鍵詞】： 光子晶體 反射器 時域有限差分 非晶硅薄膜太陽能電池 傳播路徑 反射率 光捕獲
【基金】：廣西自然科學基金(Nos.2014GXNSFGA118003,2013GXNSFDA019002) 廣西教育廳基金(No.ZD2014057) 桂林市科學研究與技術開發(fā)項目(No.20140127-1)資助~~
【分類號】：O734;TM914.4
【正文快照】： 1-30032200引言非晶硅薄膜太陽能電池以其低成本、可彎曲、便于批量生產(chǎn)等優(yōu)點被廣泛應用于光伏發(fā)電系統(tǒng)[1-2],但目前它的光能轉(zhuǎn)化效率只能達到10%左右[3-4],這是由于非晶硅薄膜太陽能電池的光子吸收層一般都小于1μm,光子在電池吸收層的光程較短,導致其對長波長光子的吸收率

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