阵列的弗雷尼尔纳米系统用于增强光伏性能
Ashish Prajapati1, Gil Shalev1,2
1School of Electrical and Computer Engineering, Ben-Gurion University of the Negev, Beer-Sheva 8410501, Israel.
ACS omega
|July 10, 2023
概括
弗雷尼尔阵列通过改善宽带吸收和捕捉光来增强超薄光伏 (PV) 电池中的太阳能采集. 与纳米柱阵列相比,这显著提高了性能.
科学领域:
- 纳米技术纳米技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 全方位宽带吸收对于高效的太阳能采集至关重要,特别是在非跟踪光伏 (PV) 技术中.
- 超薄光伏电池需要有效的光管理策略,以最大限度地提高太阳能转化率.
研究的目的:
- 数字检查使用弗雷内尔纳米系统 (弗雷内尔阵列) 来增强超薄光伏电池.
- 为了比较使用弗雷内尔阵列的光伏电池与使用纳米柱 (NP) 阵列的光伏电池的光学和电气性能.
主要方法:
- 集成与弗雷内尔纳米系统表面阵列的光伏电池的数值模拟.
- 弗雷内尔阵列和优化的纳米柱阵列配置之间的光学和电气性能指标的比较.
主要成果:
- 定制的弗雷尼尔阵列比优化的NP阵列实现了大约20%的更高宽带吸收率.
- 确定了两种捕捉光的机制:光度和折射诱导的侧向辐射.
- 使用弗雷内尔阵列的光伏电池显示了比使用NP阵列的电池大约50%更高的短路电流密度 (Jsc).
结论:
- 弗雷内尔阵列提供了一种有前途的方法,用于提高超薄光伏电池的光吸收和性能.
- 该研究强调了弗雷内尔阵列的双重捕光能力,从而在Jsc.中取得了显著的改进.
- 需要进一步研究增加表面积对开放电路电压 (Voc) 和表面重组的影响.


