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非晶硅太阳电池宽光谱陷光结构的优化设计

贾玉坤 杨仕娥 郭巧能 陈永生 郜小勇 谷锦华 卢景霄

非晶硅太阳电池宽光谱陷光结构的优化设计

贾玉坤, 杨仕娥, 郭巧能, 陈永生, 郜小勇, 谷锦华, 卢景霄
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-08-09
  • 修回日期:  2013-09-17
  • 刊出日期:  2013-12-20

非晶硅太阳电池宽光谱陷光结构的优化设计

  • 1. 郑州大学物理工程学院, 材料物理教育部重点实验室, 郑州 450052
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2011CB201606)和国家自然科学基金(批准号:11204276,51007082)资助的课题.

摘要: 陷光是改善薄膜太阳电池光吸收进而提高其效率的关键技术之一. 以非晶硅(α-Si)薄膜太阳电池为例,设计了一种新的复合陷光结构:在Ag背电极与硅薄膜之间制备一维Ag纳米光栅,并通过保形生长在电池前表面沉积织构的减反膜. 采用有限元数值模拟方法,研究了该复合陷光结构对电池光吸收的影响,并对Ag纳米光栅的结构参数进行了优化. 模拟结果表明:该复合陷光结构可在宽光谱范围内较大地提高太阳电池的光吸收;当Ag纳米光栅的周期P为600 nm,高度H为90 nm,宽度W为180 nm时,在AM1.5光谱垂直入射条件下α-Si薄膜电池在300–800 nm波长范围内总的光吸收较无陷光结构的参考电池提高达103%,其中在650–750 nm长波范围内的光子吸收率提高达300%以上. 结合电场强度分布,对电池在各个波段光吸收提高的物理机制进行了分析. 另外,该复合陷光结构的引入,还较大地改善了非晶硅电池对太阳光入射角度的敏感性.

English Abstract

参考文献 (16)

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