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近年來，能源危機(jī)和環(huán)境污染極大地促進(jìn)了光伏行業(yè)的發(fā)展。硅太陽能電池來源廣泛，一直占據(jù)著太陽能電池市場的主導(dǎo)地位。降低成本和提高光電轉(zhuǎn)換效率是太陽能電池研究的重點(diǎn)。

薄膜太陽能電池是第二代太陽能電池，消耗原材料極少，通常厚度為1-2μm，但是硅對(duì)太陽光充分吸收的光學(xué)厚度為180μm，所以薄膜太陽能電池的吸收層并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)光的全部吸收，造成電池的光電轉(zhuǎn)換率較低。薄膜太陽能電池因?yàn)槠渥陨砗穸鹊膯栴}，并不適合表面織構(gòu)化，所以考慮在其表面應(yīng)用混合陷光結(jié)構(gòu)。

混合陷光結(jié)構(gòu)就是應(yīng)用正面陷光結(jié)構(gòu)和背面陷光結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式增強(qiáng)太陽能電池的光吸收。電池正面的金屬顆粒會(huì)對(duì)光部分吸收，但電介質(zhì)顆粒因?yàn)槲障禂?shù)很小，所以對(duì)光的吸收很弱，幾乎可以忽略；背面的金屬顆粒比電介質(zhì)顆粒的散射效果要好，所以在電池正面用電介質(zhì)顆粒做陷光結(jié)構(gòu)，背面用金屬顆粒做陷光結(jié)構(gòu)，通過分別優(yōu)化正面電介質(zhì)顆粒和背面銀顆粒的占空比來得到最優(yōu)的混合陷光結(jié)構(gòu)。

1、分析

圖1所示的是薄膜硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。電池正面是半徑半球形TiO2顆粒，前電極是ITO導(dǎo)電層，吸收層是單晶硅，電池背面是鑲嵌著半球形銀顆粒的ZnO：Al背電極和一層銀反射鏡。太陽光從正面入射，波長范圍是400-1100nm。


圖2所示的是混合陷光結(jié)構(gòu)電池的全光譜吸收曲線圖。其中，StructureⅠ是無陷光結(jié)構(gòu)的電池，StructureⅡ是僅正面含有TiO2顆粒的電池，StructureⅢ是僅背面含有Ag顆粒的電池，StructureⅣ是正面含有TiO2顆粒而且背面含有Ag顆粒的電池。