研究目的
研究通过将金属纳米颗粒嵌入介电基质中来增强太阳能电池的减反射性能。
研究成果
金属纳米粒子能增强常规氮化硅减反射涂层在非垂直入射角下的减反性能。在74°以上入射角时，氮化硅中的银纳米粒子表现优于纯氮化硅；而在78°以上入射角时，氮化硅中的铝纳米粒子表现更优。研究表明，金属纳米粒子可用于提升太阳能电池在宽角度入射条件下的转换效率。
研究不足
该研究仅限于球形纳米粒子，未探讨纳米粒子形状或其在抗反射涂层中位置对性能的影响。分析也仅针对特定厚度的氮化硅层和纳米粒子尺寸。
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嵌入介电基质中的金属纳米颗粒用于等离激元太阳能电池的广角抗反射
DOI：10.1002/pip.3258
期刊：Progress in Photovoltaics: Research and Applications
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
太阳能电池中的光子密度通常通过定制的抗反射涂层（ARCs）进行优化。我们开发了一个分析模型来描述基于金属混合纳米粒子（NPs）的ARC，其中金属NPs嵌入在硅衬底上的标准ARC中。采用点偶极子方法计算NPs的漫反射率，同时使用传输矩阵法计算前表面的镜面反射率。我们发现，在SiN ARC中嵌入金属NPs可以增强其在非垂直入射角（AOI）下的抗反射性能。计算了不同AOI下NPs在衬底中辐射的电场分布模式，这些模式支持抗反射性能的提升。计算了ARCs的加权太阳光透射功率，结果表明：对于超过74°的AOI，嵌入在SiN（厚度=70 nm）中的Ag-NPs（半径=35 nm）比纯SiN表现更好；而对于超过78°的AOI，嵌入在SiN（厚度=70 nm）中的Al-NPs（半径=35 nm）表现更优。
作者：
Bhaskar Singh，Mohammed M. Shabat，Daniel M. Schaadt
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