新型陷光技术提升硅薄膜太阳电池效率

发布时间：2024-01-23 17:39

　　硅(Si)薄膜太阳电池可采用等离子增强化学气相沉积技术在多种衬底表面实现大面积生长,兼具材料丰富、成本低廉、工艺简化等优点。但是,Si响应层厚度仅几百纳米到几个微米,对入射光的吸收率较低,光电转换效率有待提高。对Si薄膜太阳电池施加有效的陷光技术可显著提升其光电转换效率。本文分别研究了金属等离子体共振、多尺度复合陷光结构和光谱上转化对Si薄膜太阳电池光电转换效率(简称“电池效率”)的提升作用。基于阳极氧化铝多孔模板的金纳米点阵提升Si薄膜电池效率。使用阳极氧化铝多孔薄膜作为电子束蒸镀掩模,在玻璃衬底上沉积高度有序的金纳米点阵。实验结果表明,通过改变掩模的孔径,金纳米点的粒度可在30-80 nm范围内调控。FDTD仿真表明,金纳米点阵作为Si薄膜电池的背衬底陷光结构,可延长光子在Si响应层的传播路径,提高光吸收率。随着金纳米点粒度的增加,Si薄膜电池在700-1100 nm波段的光吸收率逐渐提高。多尺度复合结构提升Si薄膜电池效率。基于多种微、纳米加工技术,制备了三种多尺度复合结构:多孔凹坑阵列、多孔锥台阵列和多孔金字塔结构。利用紫外纳米压印技术,将其压印至玻璃表面以分析陷光特性。实验结...

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【学位级别】：博士

图1-11965-2035年发电所消耗的全球能源变化

图1-2AM1.5太阳光谱图（ASTMG173-03）

图1-3太阳电池的主要类别Fig.1-3Themaincategoryofsolarcells

图1-4Si薄膜电池结构示意图

本文编号：3883085