9月16日消息,arXiv 9月13日提交的论文(编号2609.14396)提出一种用于高效薄膜硅太阳能电池的纳米锥-纳米孔混合陷光架构,作者是 Nishat Tasnim、Kawshik Nath 与 Ahmed Zubair。
薄膜硅太阳能电池因光学厚度有限,在可见光长波波段吸收薄弱。该工作在电池前表面引入硅纳米锥、同时在吸收层内嵌入空气填充纳米孔:纳米锥提供渐变折射率过渡以抑制前表面反射,纳米孔则通过多次散射与内反射增强光囚禁。结构参数经时域有限差分(FDTD)仿真耦合器件电学建模系统优化。
在优化的掺杂条件与等温稳态工作下,该设计实现短路电流密度34.64 mA/cm²、开路电压0.82 V、填充因子86.27%、转换效率24.42%,较可比的纯纳米孔设计提升17.74%。光-电-热耦合仿真进一步显示,在非等温工作条件下该结构仍保持95.21%的效率保持率,说明其陷光优势在真实工作温度下依然稳健。
薄膜硅是低成本光伏的重要技术路线,但吸收层减薄后光学管理成为效率瓶颈。此类无源陷光结构无需额外材料体系,仅靠界面形貌设计即可显著提升电流收集,对柔性光伏与半透明器件等对厚度敏感的应用场景有直接参考价值。
(来源:arXiv)