利用金属纳米结构表面等离激元(SP)改善薄膜太阳电池的陷光进而提高其光电转换效率,是光伏领域一个很有意义又极具挑战性的前沿研究课题。本项目拟采用有限元(FEM)数值模拟方法,系统地研究微晶硅(μc-Si:H)薄膜太阳电池的前、后表面上金属纳米颗粒的成分、尺寸、表面覆盖度及中间介电层等参数对电池光吸收的影响,详细分析各参数条件下电池在不同波段的光子吸收率、光吸收层中的电磁场分布以及电磁场各分量的相位关系等,揭示电池前、后表面上金属纳米颗粒的陷光机制;并通过模拟不同成分、不同尺寸的金属纳米颗粒交替分布对电池吸收光谱的调控作用,预言可用于μc-Si:H薄膜太阳电池的宽光谱陷光结构。本课题的研究结果将有望为薄膜太阳电池的光管理设计提供新的思路和理论依据。
英文主题词surface;thin film silicon solar cells;light absorption;plasmonmetallic nanoparticles;