基于傾斜和復(fù)合微納陷光結(jié)構(gòu)的薄膜太陽(yáng)能電池性能研究.pdf

1、隨著全球性能源危機(jī)的加劇，太陽(yáng)能以清潔、可持續(xù)、永不枯竭等優(yōu)點(diǎn)在新能源中嶄露頭角。太陽(yáng)能電池日益流行，但高成本、低效率仍是亟待解決的問(wèn)題。微納結(jié)構(gòu)是太陽(yáng)能電池領(lǐng)域陷光增效的常用手段。基于上述背景，本文利用有限元軟件Comsol Multiphysics系統(tǒng)研究了傾斜硅納米線陣列、垂直硅納米線陣列、硅納米錐陣列、鋁納米半球陣列以及它們的復(fù)合結(jié)構(gòu)的陷光性能以及微納結(jié)構(gòu)對(duì)電池轉(zhuǎn)換效率的影響，為今后用于光伏電池增效的微納結(jié)構(gòu)的制備和應(yīng)用奠定了良

2、好的基礎(chǔ)。
　　首先，介紹了硅薄膜太陽(yáng)能電池的研究背景，進(jìn)而講述了微納結(jié)構(gòu)陷光增效技術(shù)及其研究現(xiàn)狀，最后闡述了本論文的研究目的和意義。
　　其次，介紹了有限元算法，進(jìn)而介紹了基于有限元的大型多物理場(chǎng)耦合軟件Comsol Multiphysics，并簡(jiǎn)單介紹其建模方法與步驟，為接下來(lái)的電池模型計(jì)算提供了理論指導(dǎo)。
　　再次，利用Comsol Multiphysics在硅薄膜太陽(yáng)能電池上表面構(gòu)建了傾斜硅納米線陣列結(jié)構(gòu)。研究

3、了傾斜納米線陣列結(jié)構(gòu)的傾斜角、周期、直徑等參數(shù)對(duì)電池吸收率、轉(zhuǎn)換效率的影響，得到最佳的傾斜角度范圍。并與垂直納米線比較陷光性能，結(jié)合傾斜納米線的低對(duì)稱性和特殊幾何結(jié)構(gòu)分析其陷光增效原理。
　　最后，通過(guò)Comsol Multiphysics構(gòu)建了3種不同復(fù)合結(jié)構(gòu)的硅薄膜太陽(yáng)能電池。上表面分別為硅納米錐陣列、垂直硅納米線陣列、傾斜硅納米線陣列，下表面均為鋁納米半球陣列。通過(guò)優(yōu)化陣列結(jié)構(gòu)的周期、直徑、材料等參數(shù)，研究了這些變量對(duì)電池吸