[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

摘要

本发明公开了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，本发明的结构是：在硅太阳能薄膜电池硅有源层上下表面均设置有沿两个方向周期变化的微纳二维多齿谐振光栅，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。通过调控硅有源层上下表面微纳二维多齿谐振光栅的结构尺寸、光栅齿位置以及光栅厚度，理论分析表明，该硅太阳能薄膜电池对入射光的吸收效率可达81.8%以上，这能使得硅有源层与太阳光之间的相互作用能力得到明显提升，从而能提高硅太阳能薄膜电池光电转化效率。

主权项

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。