鈣鈦礦-晶硅疊層太陽(yáng)電池的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、鈣鈦礦-晶硅疊層電池是近幾年新型太陽(yáng)電池的一個(gè)熱門研究方向。從理論上講，這種電池的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到30%以上。盡管廣泛意義的研究展現(xiàn)了這種疊層電池非常大的轉(zhuǎn)換效率潛力，然而到目前為止，還從未有人從光學(xué)角度提出具體化的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。在本文中，我們從光學(xué)角度研究了將納米倒金字塔結(jié)構(gòu)應(yīng)用于鈣鈦礦-晶硅疊層電池，以實(shí)現(xiàn)超過(guò)31%轉(zhuǎn)換效率的可能性。以實(shí)驗(yàn)層面的可行性為前提，我們通過(guò)有限時(shí)域差分（finite-difference time-domai

2、n，F(xiàn)DTD）全場(chǎng)模擬證實(shí)了通過(guò)調(diào)控納米金字塔的結(jié)構(gòu)參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)低于2%的超低表面反射。更為重要的是，我們證明了通過(guò)在頂?shù)纂姵刂g添加一層透明導(dǎo)電氧化物（Transparent conductive oxide，TCO），可以激發(fā)頂電池內(nèi)部的折射率引導(dǎo)的導(dǎo)模共振陷光，有效阻隔頂層電池導(dǎo)波光耦合到底層電池。另外一種典型的陷光通過(guò)布拉格反射層的選擇性全反射實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)，借助TCO實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)模共振陷光方法顯示出比布拉格層更加優(yōu)越的特性