用于薄膜太阳能电池的多尺度陷光结构

摘要

本发明公开了一种提升太阳能电池吸收效率的多尺度纳米陷光结构，其面型由多个有序结构组合而成，将此陷光结构集成在太阳能电池吸收材料上方来俘获光，可克服现有陷光结构吸收率不高的缺点。本发明提出的多尺度陷光结构有能力将吸收效率推进到理论极限，从而大幅提高电池转换效率。

主权项

一种用于薄膜太阳能电池的多尺度陷光结构，其特征在于，该多尺度陷光结构为电池的钝化层和吸收层的接触曲面，其面型以数学公式来描述，其中A_i,B_i是决定具体面形的参数，n决定该公式构造面形的种类，n越大，构造面形情况越多，当n取无穷大时，可模拟任意面形；由周期结构叠加而成，置于电池的吸收层上方，俘获光；具体构造步骤为：步骤一，首先通过公式$f\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}(a_{i}cos\frac{2i\pi x}{\Lambda }+b_i\sin \frac{2i\pi x}{\Lambda })$构造面型，为此设定n，初始化(a_i，b_i，Λ)，利用电磁场计算软件FDTD计算出此初始结构下的吸收率值，然后通过公式$J_{sc}=\frac{1}{2}(\int {\mathrm{cA}}_{TM}(\lambda \left)s\right(\lambda \left)\right)d\lambda +\int {\mathrm{cA}}_{TE}\left(\lambda \right)s\left(\lambda \right)\left)d\lambda \right),$计算此时的光生电流密度；步骤二，对步骤一中的公式$f\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}(a_{i}cos\frac{2i\pi x}{\Lambda }+b_{i}sin\frac{2i\pi x}{\Lambda })$中参数进行微量调整，再次计算调整后的吸收率值，得出光生电流密度；步骤三，比较前后两次的光生电流密度，若第二次大于第一次的，则保留第二次的，再进行参数调整，再算出第三次的，以此类推。