孙晓红，张　琳，李文阳，郭敏强

(郑州大学 信息工程学院 河南省激光与光电信息技术重点实验室，河南 郑州 450001)



基于光栅结构的碲化镉太阳能电池吸收层设计

孙晓红，张琳，李文阳，郭敏强

(郑州大学 信息工程学院 河南省激光与光电信息技术重点实验室，河南 郑州 450001)

摘要：设计了一种吸收层为双填充比矩形光栅结构的碲化镉薄膜太阳能电池，利用时域有限差分法对矩形光栅和双填充比矩形光栅碲化镉吸收层在250～1 000 nm入射波长范围内的吸收效率进行分析.实验结果表明：相比于平板型吸收层，单填充比和双填充比矩形光栅结构的吸收效率均有较大提高;双填充比矩形光栅在整个可见光范围内的吸收率整体得到提高，其对可见光的平均吸收率相比于平板型至少提高10%.可见通过优化太阳能电池吸收层的结构，光子在光栅内的随机反射增加了光在吸收层的作用时间和距离，提高了薄膜太阳能电池的光电转换效率.

关键词：太阳能电池；光栅；时域有限差分法；吸收层；碲化镉

0引言

可持续发展是21世纪人类面临的一个重大问题.新型的可再生能源，如太阳能、风能、水电等清洁能源越来越受到人们的青睐.太阳能不释放任何对大气有害的气体，是一种清洁能源[1].在可再生能源的研究中，太阳能电池是一个非常重要的研究领域[2].有关数据显示：预计到2025 年，光伏能源将占人类总能源的22%左右，到21世纪中期，太阳能发电将达到能源市场的30%以上[3].