锥形二维光子晶体太阳电池数值模拟

• 作者: 于莉媛 付贤松 侯国付 张建军 杨广华 牛萍娟 陈培专
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 硅基薄膜太阳电池 二维光子晶体 陷光 光学吸收提升
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 325-334
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20171689

摘要

采用时域有限差分方法,模拟研究在本征吸收层引入锥形二维光子晶体(2D PC)后,其结构参数变化对单结微晶硅电池各膜层吸收的影响规律.研究表明,2D PC的纵横比(高度与周期之比)对电池本征吸收具有决定性影响.周期小于1 μm时,本征吸收随着纵横比的增大先上升后下降,纵横比为1时达到最大值;周期大于1μm时,本征吸收达到最大值的纵横比小于1,且周期越大,实现本征吸收最大化的纵横比越小.当周期为0.5μm,纵横比为1时,锥形2D PC电池的本征吸收达到峰值,短路电流密度为27.8 mA/cm2;与平面结构相比,短路电流密度提升5.8 mA/cm2,相对增加27%.该研究突破了以往认为绒面陷光效果主要取决于绒面形貌横向特征尺寸的观点,对实验获取最佳的周期或随机绒面陷光结构具有指导意义.