Ag@SiO2耦合结构设计及其对薄膜太阳电池的响应调控

Ag@SiO2纳米耦合结构同时具有等离激发和衍射散射特性,可有效调控光波的行进路径和能量分布,在薄膜太阳电池陷光领域极具潜力.本文基于时域有限差分方法和严格耦合波分析,建立三维电磁仿真模型,研究Ag@SiO2耦合结构对非晶硅电池光谱响应的调控机理,通过优化设计,得到高陷光电池器件.结果表明:当Ag和SiO2特征尺寸分别为18和150 nm时,共振波和衍射波达到最优耦合,通过耦合结构进入电池响应层的透射光谱最大,相应量子效率显著增强.与同尺寸的平面电池相比,其光电转换效率从7.19%提高到7.80%,相对提高了8.48%.