光子晶體結(jié)構(gòu)光柵的衍射特性及其在太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、亞波長微結(jié)構(gòu)光柵的顯著特點是特征尺寸與波長相近，顯著功能是可實現(xiàn)光的全反射和全透射。光子晶體(photonic crystals）是折射率在空間周期性變化的介電結(jié)構(gòu)，其變化周期與光波長為同一個數(shù)量級。光子晶體因其奇特的調(diào)光性，使它有希望成為未來光子產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。
　　 為了進一步提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，本文設(shè)計了一種特殊的光子晶體結(jié)構(gòu)的亞波長微結(jié)構(gòu)光柵，并介紹了一種新的計算光柵的方法：勒讓德多項式展開法，此方法較之微分法、嚴

2、格耦合波法其最大的特點是所耗機時少，且容易理解。本文基于此方法研究不同結(jié)構(gòu)的光子晶體結(jié)構(gòu)光柵的衍射特性。
　　 首先，利用勒讓德多項式展開法研究了矩形表面的光子晶體結(jié)構(gòu)的亞波長微結(jié)構(gòu)光柵的衍射效率。通過MATLAB程序仿真表明：（1）當基底厚度以及槽深度變化時，衍射效率呈周期性關(guān)系；（2）角度在0-60°范圍，光的波長從400nm-1200nm范圍內(nèi)變化時的透射率；（3）當入射角為一些特定值，光的波長從400nm-1200nm范

3、圍內(nèi)變化時，透射率的變化情況。通過研究發(fā)現(xiàn)，矩形表面的光子晶體結(jié)構(gòu)的亞波長微結(jié)構(gòu)光柵的透射率的平均值大于95%。
　　 其次，利用勒讓德多項式展開法對以硅為背景介質(zhì)的三角晶格排布的空氣柱光子晶體結(jié)構(gòu)光柵進行研究。研究結(jié)果表明：（1）當光子晶體的空氣柱的半徑為某些特定值時，其反射率達到最大值；（2）當入射角從0-90°變化時反射率的變化情況；（3）當光子晶體的層數(shù)增加時，其平均反射率增大；（4）當入射角為某些特定值，光的波長從40