为验证这种图形化衬底对光吸收的作用，我们以抛光的铝片作为参照，测试并对比了其反射光谱（如图2 所示）。从图2 可见，以这种图形化铝片为衬底的电池在全光谱范围内减小了光的反射。反射率减小一方面是由于电池的表面形貌沿袭了图形化衬底的凹坑状结构，对入射到电池表面的光产生散射作用，增加了空气/BZO 界面上光的透过率[5]。另一方面在电池底部的Ag 背反层同样保持了铝衬底的微结构，在光激发下产生表面等离子体共振，增强了局部的电磁场，提高了硅薄膜的光吸收。除此之外，由于上述散射和表面等离子体效应，更多的入射光将被耦合进波导模式中，有效提高了硅薄膜对光的吸收。

图 2 以图形化铝片和抛光铝片为衬底的非晶硅薄膜太阳电池的反射光谱

为验证上述吸收增强原理，我们首先改变了图形化衬底上硅薄膜的厚度并比较了其反射光谱。如图3所示，不同硅薄膜厚度下，反射光谱具有明显差异。值得注意的是，短波长区域（<500nm）和长波长区域（>600nm）反射率随厚度变化的趋势相反。在短波长区域，硅薄膜越厚反射率越高，而在长波长区域，硅薄膜越厚反射率越低。

图 3 不同的非晶硅厚度下，以图形化铝片为衬底的非晶硅薄膜太阳电池的反射光谱

　　这可以从非晶硅薄膜对长短波长光的吸收系数不同来解释。硅薄膜对短波长光的吸收系数大，短波长光在硅薄膜的表层即被完全吸收，其反射率取决于空气/BZO 界面的透过率。当硅薄膜较厚时，凹坑状的结构会逐渐演化成平坦的表面，电池表面的粗糙度降低，空气/BZO 界面上的散射减弱，从而透过率减小，反射率上升。与之相反的是，硅薄膜对长波长光的吸收系数低，其反射率取决于长波长光在硅薄膜内的光程和吸收率。较厚的硅薄膜能增加光程从而增加长波长光的吸收，具有较小的反射率。综合考虑长短波长的反射率，我们发现230nm 厚的非晶硅薄膜具有最佳的光谱响应。