基于光子晶体的高效太阳能电池反射器的研究

设计了一种一维光子晶体的太阳能电池底部反射器,采用平面波展开法(PWM)计算禁带,得到当两个材料的介电常数差越大时,完全禁带越宽,对于Si/Air和Si/SiO2都在700～1 200 nm出现完全禁带,在此基础上利用勒让德多项式展开方法(LPEM)对该结构进行最优化,寻找到了高反射率时周期层数N,并考察了当入射角度不同时反射谱效率的问题,得出随着入射角度的增加,两种不同结构的一维光子晶体完全禁带均出现蓝移,证明了此种结构反射器具有高效的全方位反射性。把这种结构的背反射层用作太阳能电池的反射器可以大大提高电池的捕光能力,从而提高太阳能电池的的转化效率。

基于二维矩形SiO_2光子晶体光栅的研究

为解决光学系统中普遍存在的菲涅耳反射问题,提高光的透射率,设计了一种二维矩形SiO2光子晶体结构光栅。采用勒让德多项式展开法对该结构在可见-近红外波长范围入射光波的透射率进行了模拟计算,寻找到了合适的占空比e、光栅深度h和基底厚度d,使得光栅的透射率在入射角为0～60°范围内、入射波长在400nm～1 200nm范围内变化时,其透射率的变化相对稳定,透射率的平均值可达到96%以上。