王庆康

 

　　（上海交通大学微纳科学技术研究院200240）

 

　　摘要

 

　　硅薄膜太阳电池的硅薄膜厚度在几百纳米到1微米之间，入射光在吸收层里不能被完全吸收。通过微纳结构陷光技术延长入射光在硅薄膜中的光程，是提高硅薄膜太阳电池效率的有效途径之一。本文研究了针对硅薄膜太阳电池的高效微纳结构宽带陷光机理和技术实现途径，研究了一种新颖的具有紧密型类半球凹坑阵列表面结构的陷光特性。采用微纳结构加工技术，在玻璃基片表面制备了具有紧密型类半球凹坑阵列结构。研究表明:紧密型类半球凹坑阵列结构具有高效宽带陷光性能, 能够有效提高硅薄膜太阳电池效率。经测试，在380nm~1200nm波长范围内，该宽带陷光结构玻璃基片对于准垂直入射光的表面反射率低于1.2%,雾度高于40%。该宽带陷光结构玻璃基片应用于硅叠层薄膜太阳电池陷光表面，获得了硅薄膜太阳电池高效陷光。经测试, 在380nm~1200nm波长范围内，具有宽带陷光结构表面的电池对于准垂直入射光的反射率低于小2.1%，在标准AM1.5模拟光下，具有宽带陷光结构表面的电池效率比较没有陷光结构的电池相对提高6.5%。本研究获得的高效宽带陷光结构玻璃基片，可实现大面积制备，在玻璃基硅薄膜太阳电池中具有很好的应用前景。

 

　　关键词：陷光、硅薄膜太阳电、微纳结构、微纳加工

 

　　参考文献：

 

　　[1] Rahul Dewan, Marko Marinkovic,1 Rodrigo Noriega，et al. 2009 OPTICS EXPRESS 17 23058

 

　　[2] Jager K, Isabella O, Zhao L, Zeman M. 2010 Physica Status Solidi C 7 945

 

　　[3] Sheng X, Liu JF, Kozinsky I, Agarwal AM,et al. 2011 Advanced Materials 23 843

 

　　[4] Chen JY, Sun KW， 2010 Solar Energy Materials and Solar Cells 94 629

 

　　[5] Han KS, Shin JH, Kim KI, Lee H. 2011 Japanese Journal of Applied Physics 50 020207

 

　　作者简介：王庆康，上海交通大学微纳科学技术研究院教授。先后从事化合物半导体器件、高速IC设计、光电集成、光电子和微纳加工与器件领域的研究工作,参加和承担了多项国家和地方科研项目,发表EI/SCI 论文50余篇。 1993年作为第二发明人"高性能铟镓砷光电探测器"获93年国家发明四等奖；；1996年获上海市青年科技启明星项目资助。1989年和2000年先后赴德国亚琛大学和卡尔斯鲁厄大学作访问学者。目前，目前主要研究领域有纳米制造技术、光电子器件、纳米电子与光电子器件。正在承担的研究课题: 参加了国家973项目"基于纳米材料的太阳能光伏转换应用基础研究"、负责了国家863主题项目课题"基于纳米光学的超高效陷光结构硅薄膜太阳能电池技术研究"。联系电话：021-34206902；联系电子邮件：wangqingkang@sjtu.edu.cn

 

　　*项目来源：国家973项目（项目编号：2012CB934302）、国家863项目（项目编号：2011AA050518）