李洪敬

（南京晓庄学院 教师教育学院，江苏 南京211171）

引言

近年来太阳能的利用成为能源产业中最受瞩目的一项，如今越来越多的研究团队专注于太阳能电池的开发研究，其中最主要的技术包含硅晶太阳能电池、薄膜太阳能电池、III-V太阳能电池与染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cell，DSSC）等。目前太阳能电池光电转换效率大约在20%左右，如何充分利用太阳能，提高电池效率是急需解决的一个重大课题。而其中提高非晶硅对太阳光的吸收效率与缩减光电池设备的成本成为了人们研究的热点。提高非晶硅光电转换效率的主要机理是通过延长光子在非晶硅中的传播路径，以此增加光吸收效率。研究发现，介电光栅、光子晶体［1－6］等微米或纳米尺寸的介电结构可以用于提高非晶硅的光电转换效率。此外，适当地增加非晶硅的电磁场，可以有效地提高非晶硅的光吸收效率［7－11］。电介质结构由于其共振宽度非常狭窄，不能有效地增加非晶硅的电磁场，因此对非晶硅的光吸收效率作用不明显。而金属纳米结构由于其特殊的光学性能，能够产生明显增强非晶硅的光吸收效率。因此，我们可以利用表面等离子激元微结构增强非晶硅薄膜太阳能电池材料和器件的光吸收。

太阳能电池的光电效率转换是一个整体效应，影响太阳能电池效率的内部机制是十分复杂的，概括可分为光、电2种主要特性，光学性质与电学性质之间相互耦合且彼此关联。本论文主要选择以光学性质作为切入点［12－13］，希望透过增加光捕捉效应，来增加光子的吸收，提高光电转换效率。……