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基于FDFD方法研究含石墨烯薄膜太阳能电池的电磁特性

周丽 魏源 黄志祥 吴先良

基于FDFD方法研究含石墨烯薄膜太阳能电池的电磁特性

周丽, 魏源, 黄志祥, 吴先良
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-07-13
  • 修回日期:  2014-08-23
  • 刊出日期:  2015-01-05

基于FDFD方法研究含石墨烯薄膜太阳能电池的电磁特性

  • 1. 安徽大学电子信息工程学院计算智能与信号处理重点实验室, 合肥 230039;
  • 2. 合肥师范学院电子信息工程学院, 合肥 230061
    基金项目: 

    国家自然科学基金项目(批准号: 51277001, 61101064, 61471001)、教育部新世纪优秀人才基金(批准号: NCET-12-0596)、教育部博士点基金项目(批准号:20123401110009)、安徽省杰出青年基金(批准号:1108085J01)和安徽省高校重点项目(批准号: KJ2012A103)资助的课题.

摘要: 近年来, 基于非晶硅太阳能电池在提高能量转换效率和降低成本等方面的研究越来越受到学者的关注, 其中, 太阳能电池吸收峰值的位置, 反映了电池对该频点及其附近频谱光波吸收具有较好的效果. 然而, 非晶硅太阳能电池的吸收峰位置主要是由非晶硅和金属电极的参数决定, 很难实现位置的可调以及进一步的吸收效率增加. 所以, 在周期结构太阳能电池的金属光栅结构中引入单层石墨烯薄膜, 借助石墨烯的特殊光电特性, 即介电常数可通过改变化学势μc来调谐, 并结合频域有限差分方法的数值模拟, 理论上实现了对太阳能电池能量吸收峰位置的调谐. 针对石墨烯电导率的虚部出现奇异点, 本文提出了采用数值拟合予以解决奇异点的方法, 数值结果表明近似表达式的最大绝对误差为0.8%. 本设计结构的理论结果可为实际有机薄膜太阳能电池在工作频段的调节和优化提供理论基础和技术支撑.

English Abstract

参考文献 (23)

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