基于太陽光譜的光伏電池減反結(jié)構(gòu)的理論分析.pdf

1、本論文主要進行了光伏電池減反射亞波長光柵的各個結(jié)構(gòu)參數(shù)和光柵形狀的理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬。研究內(nèi)容包括一維單臺階和多臺階矩形光柵、一維類光譜光柵和二維光柵的減反射分析，具體內(nèi)容及主要結(jié)果如下：
　　1、在得到亞波長光柵的反射率公式及決定光柵最小反射率的各重要參數(shù)（占空比、刻蝕深度）的表達式的基礎(chǔ)上，通過MATLAB模擬找到了一維單臺階矩形亞波長光柵在可見光范圍內(nèi)平均最佳減反射效果的參數(shù)組合：基底材料的折射率為1.30，占空比為0.46

2、，刻蝕深度為150nm。用遞推法編程模擬了一維多臺階光柵系統(tǒng)的反射率隨波長的變化關(guān)系，結(jié)果表明：隨著刻蝕層數(shù)的增加，光柵反射率波動幅度隨波長變化減小，當(dāng)刻蝕層數(shù)達到某一數(shù)值（光柵基底材料確定）時，反射率波動幅度不再減小，而是逐漸趨于一個定值。為了得到更好的減反效果，我們進一步對光柵刻蝕部分進行減反處理，在保持光柵減反射效果不變的基礎(chǔ)上，由干涉相消理論推導(dǎo)出太陽電池材料折射率為1.69，并得到光柵刻蝕部分在可見光范圍的平均反射率為0.00

3、55。與未處理的情況相比反射率降低了96.5％，由此我們提出了斜面狀臺階光柵的設(shè)想。
　　2、從二維光柵等效折射率的近似方法出發(fā)，計算了二維光柵反射率。結(jié)果表明：在太陽全光譜范圍內(nèi)，二維光柵的平均減反射效果優(yōu)于一維光柵，但在可見光范圍內(nèi)一維光柵的減反射效果比較好，即在紅外波段二維光柵的減反效果突出。當(dāng)二維正方形光柵占空比滿足f=[n0/(n0+nb)]1/2二維長方形光柵的占空比滿足fx×fy=n0/(n0+nb)時，反射率最小。