研究目的
提出一种基于纳米颗粒的埋入式光散射(BLiS)背反射器设计,该设计通过简化的纳米制造技术实现,旨在优化太阳能电池中的光管理。
研究成果
BLiS背反射器设计通过增强光捕获效应(同时不损害电学性能),有效提升了n-i-p型非晶硅太阳能电池的短路电流密度与转换效率。该研究揭示了利用光学特性各异的纳米粒子构建光伏器件中埋入式光操控纹理的潜力。
研究不足
该研究聚焦于采用BLiS背反射器的太阳能电池的光电性能,但未深入探究制备工艺的可扩展性以及太阳能电池在运行条件下的长期稳定性。
1:实验设计与方法选择:
研究采用TiO2和Si纳米粒子在平面银背反射器上制备光散射双层结构BLiS背反射器,并评估其光学特性与太阳能电池性能。
2:样本选择与数据来源:
使用三种具有不同背反射器(平面、倒金字塔及埋入式倒金字塔)的基底,在相同条件下制备太阳能电池。
3:实验设备与材料清单:
设备包括电子束蒸发系统、射频磁控溅射系统、原子力显微镜(AFM)、聚焦离子束仪(FIB)、光谱仪及太阳模拟器;材料包含TiO2和Si纳米粒子、钛(Ti)、银(Ag)、铝掺杂氧化锌(AZO)及氧化铟锡(ITO)。
4:实验流程与操作步骤:
通过金属层涂覆、TiO2-NP与Si-NP层模压形成立体表面,并在其上制备n-i-p型非晶硅氢(a-Si:H)太阳能电池,随后进行光学与电学表征。
5:数据分析方法:
利用光谱仪测量分析光学特性,通过J-V特性曲线与外量子效率(EQE)测试评估电池性能,采用时域有限差分(FDTD)仿真软件计算数值吸收分布。
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Atomic Force Microscopy
Bruker Dimension Edge
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