硅薄膜矩形空芯波导太阳能电池光捕获性能的研究

为提高薄膜电池对光的捕获能力,将平面硅薄膜电池制作成矩形空芯波导结构,对其太阳光注入方式、光捕获能力和光-电转换效能进行了理论和实验探讨。基于多层膜反射理论和波导反射模型对波导电池光捕获效果的预测表明,波导电池能够将入射光限制在空芯结构内多次反射和吸收,具有较平面电池更高的光捕获能力。测定了不同平行光束在不同入射角度下平面和波导电池的光捕获功率和光-电转换效能的结果表明,波导电池对入射光功率近似全部捕获,其光-电功率转换效能较对应的平面电池有3~5倍的提升。对不同截面尺寸和长度的单结空芯波导电池光捕获率进行了计算,提出从电池膜层结构和空芯几何尺寸参数优化硅薄膜矩形空芯波导电池的思路,通过优化有望实现用小于多结平面电池外形尺寸的单结空芯波导电池达到更好的光捕获效果。