[发明专利]一种基于双层微纳二维多齿谐振光栅的硅太阳能薄膜电池

权利要求书

1.一种基于双层微纳二维多齿谐振光栅的硅太阳能薄膜电池，其特征在于：在硅有源层上下表面均设置有沿X、Y轴方向周期变化的微纳二维多齿谐振光栅，且每个周期内有两个硅材料的光栅齿，以及两个材料为空气的光栅沟槽，光栅层厚度沿Z轴方向；

所述硅有源层下表面微纳二维多齿谐振光栅：

沿X轴方向光栅周期为400纳米，每个周期内有两个硅材料的光栅齿，以及两个材料为空气的光栅沟槽；所述光栅齿的宽度分别为wx₂₁和wx₂₂，其中，wx₂₁为141纳米，wx₂₂为141纳米；所述光栅沟槽的宽度分别为kx₂₁和kx₂₂，其中kx₂₁为59纳米，kx₂₂为59纳米；

沿Y轴方向光栅周期为1200纳米，每个周期内有两个硅材料的光栅齿，以及两个材料为空气的光栅沟槽；所述光栅齿的宽度分别为wy₂₁和wy₂₂，其中，wy₂₁为50纳米，wy₂₂为50纳米；所述光栅沟槽的宽度分别为ky₂₁和ky₂₂，其中，ky₂₁为50纳米，ky₂₂为1050纳米；

沿Z轴方向光栅高度为340纳米。

2.根据权利要求1所述的一种基于双层微纳二维多齿谐振光栅的硅太阳能薄膜电池，其特征在于：

硅有源层上表面微纳二维多齿谐振光栅：

沿X轴方向光栅周期为1200纳米，每个周期内有两个硅材料的光栅齿，以及两个材料为空气的光栅沟槽；所述光栅齿的宽度分别为wx₁₁和wx₁₂，其中，wx₁₁＝130纳米，wx₁₂＝54纳米；所述光栅沟槽的宽度分别为kx₁₁和kx₁₂，其中，kx₁₁＝306纳米，kx₁₂＝710纳米；

沿Y轴方向光栅周期为1200纳米，每个周期内有两个硅材料的光栅齿，以及两个材料为空气的光栅沟槽；所述光栅齿的宽度分别为wy₁₁和wy₁₂，其中，wy₁₁＝51纳米，wy₁₂＝838纳米；所述光栅沟槽的宽度分别为ky₁₁和ky₁₂，其中，ky₁₁＝261纳米，ky₁₂＝50纳米；

沿Z轴方向光栅厚度为340纳米。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于双层微纳二维多齿谐振光栅的硅太阳能薄膜电池，其特征在于：

硅有源层上表面微纳二维多齿谐振光栅能在300～1200纳米宽谱范围内透射率保持在95％以上，且入射角度在-40度到+40度范围内反射率能维持在5％以下；硅有源层下表面微纳二维多齿谐振光栅在各个入射角度内的平均反射率大于81.9％，这样能使得透射光被反射回硅有源层而被吸收。