纳米模式反射器与工程近场/远场光散射,用于增强基多连接太阳能电池中的光捕获

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米光子学 纳米光子学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 多连接太阳能电池通过捕获更多的太阳光谱,提供比更高的效率.
• 多连接器件中的子电池在近红外 (近红外) 范围内的吸收能力较弱,限制了整体效率.
• 先进的光捕捉对于克服这些光谱限制至关重要.

研究的目的:

• 提高基于的多连接太阳能电池的近红外光谱响应和整体效率.
• 开发一个集成的近场/远场光捕捉系统.
• 设计和验证一个纳米模式的衍射银反射器.

主要方法:

• 设计一个纳米模式的衍射银反射器与散射矩阵,以优化捕捉光的设计.
• 工程破坏性干扰以最大限度地减少寄生虫等离子体吸收和零级反射.
• 使用基质合规印记光刻法进行制造,并对单连接TOPCon和三连接太阳能电池的性能进行表征.

主要成果:

• 与平面反射器相比,单节 Si TOPCon 电池的外部量子效率提高了 +1.52 mA/cm.
• 证明了GaInP/GaInAsP//Si三联太阳能电池的+0.9%_abs绝对功率转换效率的提高.
• 验证了纳米光子捕捉光的有效性,以提高太阳能电池的性能.

结论:

• 纳米光子光捕获通过纳米模式的元格反射反射器显著提高了基于的多连接太阳能电池的效率.
• 这种方法有效地解决了的近红外吸收限制.
• 开发的技术有望推进更高效和可持续的太阳能解决方案.