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非晶硅光伏电池表面高效光陷阱结构设计
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:0
  • 页码:807-812
  • 分类:TN241[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]宁波大学光学与光电子技术研究所,宁波315211, [2]江苏大学光信息科学与技术系,镇江212013, [3]常州亿晶光电科技有限公司,常州213223, [4]中国科学院宁波材料技术与工程研究所,宁波315201
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:60977048); 中国科学院国际合作计划(批准号:038611); 宁波市国际科技合作计划(批准号:2010D10018); 宁波大学王宽成幸福基金; 常州亿晶光电科技有限公司资助的课题
  • 相关项目:金属-介质纳米波导阵列中光子的共振隧穿与可控开关研究
中文摘要:

提出一种应用于非晶硅光伏电池表面的光陷阱结构,该结构主要由衍射光栅、低折射率MgF2膜层、高折射率ZnS膜层及金属Ag反射镜组成.在标准测试条件(AM1.5,100mW/cm2和25℃)下,运用严格耦合波理论,通过计算400—1000nm波段内的1μm厚非晶硅光伏电池的吸收光子数加权平均ξAM1.5,优化光陷阱结构的设计参数.结果表明:对于电池前表面减反射结构,在衍射光栅周期为800nm、高度为160nm、占空比为0.6125、MgF2和ZnS膜层厚度分别为90和55nm时,ξAM1.5达到74.3%;在电池背表面沉积ZnS/Ag膜层后,ξAM1.5增大到76.95%.因此,该光陷阱结构可以大幅度提高非晶硅光伏电池的光电转换效率.

英文摘要:

A highly efficient light-trapping structure consisting of a diffractive grating,a MgF2 film,a ZnS film and Ag reflector,is used for a-Si:H solar cell.Using the rigorous coupled wave theory,the weighted absorptance photon number (ξAM1.5) of a 1μm thick a-Si:H solar cell is calculated in a wavelength range from 400 to 1000 nm for the AM1.5 solar spectrum at 25℃.It is used to design the optimal parameters of the light-trapping structure.Results indicate that ξAM1.5 of the solar cell can reach 74.3%,if the period,the depth and the duty cycle of the diffractive grating,and the height of the MgF2 film and the ZnS film are 800 nm,160 nm,0.6125,90 nm and 55 nm,respectively.If a ZnS/Ag film is fabricated on the rear surface of the solar cell,a larger ξAM1.5 (76.95%) can be obtained.It is demonstrated that the trapping structure is useful for elevating the efficiency of the solar cell.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876