本文關(guān)鍵詞：基于表面等離子體的非晶硅薄膜太陽能電池吸收性能的研究　出處：《北京郵電大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：太陽能電池可以通過光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能,這使其成為了解決能源問題的重要手段。然而,現(xiàn)今太陽能發(fā)電的成本仍然要高于化石能源發(fā)電,非晶硅薄膜太陽能電池因為其所需材料體積的減少和材料價格的低廉成為降低太陽能電池成本的理想材料。但是非晶硅薄膜太陽能電池由于吸收層厚度較薄導(dǎo)致光吸收性能較差。所以,通過陷光結(jié)構(gòu)的設(shè)計提高太陽能電池的吸收效率已成為了太陽能電池研究的熱點問題。在眾多的陷光結(jié)構(gòu)中,金屬表面等離子體納米結(jié)構(gòu)在局域能量增強和寬帶吸收方面表現(xiàn)出優(yōu)良的性能,在薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)設(shè)計中展現(xiàn)出重要的價值。 在本文中,我們研究了表面等離子結(jié)構(gòu)的陷光原理,并對不同位置、不同形狀的金屬納米結(jié)構(gòu)對薄膜太陽能電池陷光性能的影響進行分析,為后續(xù)具有高吸收效率的新型表面等離子體陷光結(jié)構(gòu)的太陽能電池設(shè)計提供理論上的支撐和設(shè)計上的參考。 之后我們提出了由前端半圓形介質(zhì)凹槽和后端梯形金屬背反射結(jié)構(gòu)組成的超薄的非晶硅薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)。金屬背反射結(jié)構(gòu)通過表面等離子體模式的陷光作用提高了吸收層在長波段的光吸收,介質(zhì)凹槽結(jié)構(gòu)通過法布里-珀羅共振、散射效應(yīng)以及和表面等離子體模式的耦合作用提高太陽能電池在短波段的吸收效率。在垂直光照下,雙界面非晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)將活性層的吸收效率提高了30%。并且此結(jié)構(gòu)在-60。至60。的入射角度內(nèi)都能保持很高的吸收效率。高效率、寬帶吸收并對入射方向不敏感的特點使其對非晶硅薄膜太陽能電池陷光結(jié)構(gòu)的設(shè)計制造具有一定的參考價值。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.42

【參考文獻】

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本文編號：1331857