薄膜太陽能電池的二元光柵結(jié)構(gòu).pdf

1、薄膜太陽能電池具有材料用量少，結(jié)構(gòu)靈活，易于規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)勢，有著廣闊的市場前景，一直是光伏技術(shù)的主要研究方向。由于薄膜太陽能電池的有源層較薄，難以實現(xiàn)對入射太陽光的充分吸收。在薄膜太陽能電池表面刻蝕光柵結(jié)構(gòu)，利用光柵的衍射增加有源層的光傳播距離，能有效提高薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，目前人們主要采取在透明導(dǎo)電膜和硅基薄膜間刻蝕各種刻槽形貌的相位光柵結(jié)構(gòu)，其工藝簡單，實用性強，一直是人們研究的熱點。
　　相位光柵刻槽形貌通常為矩

2、形，但是這種光柵只能在某一波長附近具有較高的衍射效率。薄膜太陽能電池有很寬的工作波段，如何提高全波段光衍射效率，尤其是長波長區(qū)域的衍射效率。成為薄膜太陽電池光柵結(jié)構(gòu)的一個重要研究內(nèi)容。20世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)的二元光學(xué)為解決上述問題提供了一個新的發(fā)展思路。二元光學(xué)是基于光波衍射理論發(fā)展起來的一個新興光學(xué)分支，是光學(xué)與微電子技術(shù)相互滲透、交叉而形成的前沿學(xué)科。實驗和計算結(jié)果均表明，三角形形貌光柵與常規(guī)矩形形貌光柵相比具有更高衍射效率，但其

3、光柵中斜面刻蝕工藝不易于形成工業(yè)化生產(chǎn)。在二元光學(xué)技術(shù)中，光柵以臺階狀輪廓來近似三角形光柵斜面，已形成了完整的設(shè)計方法和制作工藝。本文我們將二元光柵引入到薄膜太陽能電池的光柵結(jié)構(gòu)中，對不同階次二元光柵在可見和近紅外波段的衍射效率進行研究。計算結(jié)果表明，二元光柵能夠在整個波段具有高的衍射效率，將這種光柵結(jié)構(gòu)應(yīng)用于薄膜太陽能電池，能夠進一步提高薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。
　　論文提出了采用二元光柵結(jié)構(gòu)提高太陽能薄膜衍射效率的技術(shù)方法。