研究目的
通过定制无序结构实现超均匀界面，以改进光伏器件中的光子管理。
研究成果
通过定制无序性实现的超均匀界面，为改善光伏器件中的光管理提供了一种有前景的方法，它结合了周期性和随机结构的优势。这些界面具有结构化的傅里叶光谱，对波长不敏感，并且可以确定性设计，因而适合集成到光伏器件中。
研究不足
该研究聚焦于超均匀界面的理论与数值设计方面，对将其制造并集成到光伏器件中的实际挑战讨论较少。
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 光伏中光管理定制无序结构
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 光伏中光管理定制无序结构
DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8873414
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
光伏器件的高效化研究中，光管理始终是关键要素。目前已有多种实现途径：除基于上转换/下转换的光谱调控外，光的空间与角度再分布同样重要。本文聚焦后者，学界已提出多种辅助光子结构方案（如光子晶体、金属纳米结构或纹理化界面）。从宏观设计角度看，这些结构主要分为周期性与非周期性两类——其分类依据源于制备工艺特性。这类材料的傅里叶频谱（即特定近场效应之外激发光子模式的角度分布）通常呈现两种形态：离散型且波长敏感，或非特异性且光谱平坦。这两种特性组合应用于光伏器件时都远非最优解。
本研究重点阐述通过定制无序性来优化光子管理的理念。定制无序性可实现超均匀界面：这类界面既具有类似周期性结构的特征密度跨界面抑制波动特性，又能在不同观测方向保持相同光学性质。我们提出的超均匀界面综合了前述两类结构的优势，具备：(a) 结构化傅里叶频谱；(b) 较强的波长不敏感性；(c) 确定性设计流程三大特征。
作者：
Stefan Nanz，Aimi Abass，Evgeniia Slivina，Peter M. Piechulla，Alexander Sprafke，Ralf B. Wehrspohn，Carsten Rockstuhl
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