基于纳米陷光结构的砷化镓薄膜太阳能电池光电性能分析

发布时间：2021-07-06 07:40

　　太阳能电池直接将光能转化为电力,为满足日益增长的全球能源需求提供了一个切实可行且可持续的解决方案。受益于半导体技术的进步,太阳能电池发电成本已经达到可以与全球许多国家的消费电力价格相竞争的程度。进一步提高太阳能电池光能利用率可以进一步提升太阳能电池的竞争力。首先,介绍砷化镓薄膜太阳能电池的研究背景,进而讲述了纳米结构陷光增效技术的原理及其研究现状,最后阐述了本论文的研究目的和意义。本文利用基于有限元法的仿真软件COMSOL Multiphysics系统研究了金属纳米结构和电介质纳米结构对太阳能电池光电转换效率的影响。通过光管理和载流子管理对相应的机理进行解释,为今后用于太阳能电池增效的纳米结构的制备和应用奠定了良好的基础。其次,介绍了基于波动方程和载流子输运方程组的光管理和载流子管理的概念和仿真理论,并简单介绍基于有限元法的建模方法和步骤,为接下来的电池模型计算提供了理论指导。再次,利用COMSOL Multiphysics在砷化镓太阳能电池上表面构建银金属球形纳米粒子层和氮化硅渔网形纳米结构层。通过网格扫描的方法优化纳米结构的几何参数,并通过光管理和载流子管理分析其陷光增效原理和影响... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

太阳能电池的基本工作原理

c) 结构 1 的 I-V 曲线和输出功率图 3-2 结构 1 光电性能图纳米结构对电池性能影响业化的高效率太阳能电池需要较厚的活化层来实现宽光谱范盖几倍于吸收波长的少数载流子扩散长度从而实现有效的载半导体材料构建的薄膜太阳能电池则存在活化层吸收厚度不技术手段增强活化层单位厚度光能强度。一种有吸引力的方离激元共振机理的金属纳米结构。特别的对于薄膜太阳能电薄的原因，光在上表面的金属纳米结构与下表面金属被反射一步增加光吸收[13, 43]。基于大规模应用于工业生产的前提，被设计为不同材料、不同形状的金属纳米粒子[8, 14, 44, 45]。考虑导率等因素，本节选择金属银制备的球形纳米粒子作为定量

c) 结构 1 和结构 2 的 I-V 曲线和输出功率图 3-4 结构 2 光电性能图-5 所示 AM1.5G 太阳光垂直入射时，薄膜砷化镓太阳能电池，金属纳米粒子的等离激元共振效应能够将光能量强烈的聚得太阳能电池活化层内入射光功率受到强烈的影响。GaAsAg

【参考文献】：
期刊论文
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[2]纳米压印光刻技术综述[J]. 魏玉平,丁玉成,李长河.  制造技术与机床. 2012(08)
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本文编号：3267824