一种增加单结非晶硅薄膜太阳电池光吸收的结构设计

提出了一种包含增透膜和背反射层的非晶硅薄膜太阳电池结构,其中增透膜由折射率从低到高的4层介质材料组成,背反射层由三角形介质衍射光栅和一维光子晶体结构组成。利用严格耦合波理论和平面波展开法,对介质层厚度和光栅进行优化设计,数值计算了增透膜和背反射层在入射角为0°~60°之间的反射效率。结果表明,增透膜在300~750 nm波长范围内存在高透射率,背反射层在600~750 nm波长范围内存在高反射率。对于活性层厚度为700 nm的非晶硅薄膜太阳电池,在入射波的TM偏振状态下,入射角小于75°时,电池经优化后在300~750 nm波长范围内平均吸收率为95%。