一维和双层二维光子晶体太阳能电池背反射器

【摘要】：利用a-Si∶H和SiO2等介质,设计了一种由一维光子晶体和双层二维光子晶体组成的非晶硅薄膜太阳能电池背反射器.利用时域有限差分法对该背反射器在入射光波长范围为300~1 100nm波段的反射率和透射率进行仿真,计算不同结构参量下非晶硅太阳能电池短路电流密度并进行比较分析,最终得到了最佳背反射器结构.结果表明:设计的太阳能电池背反射器能够有效地延长入射光在太阳能电池吸收层的传播路径,有助于缓解太阳能电池吸收层厚度对电池吸收效率的影响,提高了电池吸收层对入射光的吸收效率.一维光子晶体和双层二维光子晶体结构的背反射器可以大幅度提高电池的光捕获能力,将非晶硅薄膜太阳能电池的短路电流密度提高到31.96mA/cm2,较常用的Ag/ZnO背反射器结构非晶硅薄膜太阳能电池提高了51.0%. 【作者单位】： 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西高校光电信息处理重点实验室;广西科技大学;
【关键词】： 光子晶体 反射器 时域有限差分 非晶硅薄膜太阳能电池 传播路径 反射率 光捕获
【基金】：广西自然科学基金(Nos.2014GXNSFGA118003,2013GXNSFDA019002) 广西教育厅基金(No.ZD2014057) 桂林市科学研究与技术开发项目(No.20140127-1)资助~~
【分类号】：O734;TM914.4
【正文快照】： 1-30032200引言非晶硅薄膜太阳能电池以其低成本、可弯曲、便于批量生产等优点被广泛应用于光伏发电系统[1-2],但目前它的光能转化效率只能达到10%左右[3-4],这是由于非晶硅薄膜太阳能电池的光子吸收层一般都小于1μm,光子在电池吸收层的光程较短,导致其对长波长光子的吸收率

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