钙钛矿-硅叠层太阳能电池的纳米光子光管理
应用物理
2018-04-05 v2 计算物理
光学
摘要
钙钛矿-硅叠层太阳能电池目前是突破硅太阳能电池功率转换效率理论极限最受关注的概念之一。对于单片叠层太阳能电池，可用光必须在两个子电池间均匀分配，即所谓的电流匹配。对于平面器件设计，对钙钛矿顶电池的层厚进行全局优化可实现电流匹配，同时最小化太阳能电池的反射损失。然而，即便经过该优化，仍会出现反射和寄生吸收损失，总计达7 mA/cm。在本文中，我们使用数值模拟研究钙钛矿顶电池中的六方正弦纳米织构能在多大程度上降低叠层器件的反射损失。我们研究了三种构型。电流密度利用率可从优化平面参考的91%提升至最佳纳米织构器件(周期500 nm、峰谷高度500 nm)的98%，其中100%对应Tiedje-Yablonovitch极限。在首次尝试实验实现此类用于单片叠层的纳米光子结构钙钛矿太阳能电池时，我们研究了沉积在正弦结构衬底上的钙钛矿层的形貌。
引用
@article{arxiv.1801.07252,
title = {Nanophotonic Light Management for Perovskite-Silicon Tandem Solar Cells},
author = {D. Chen and P. Manley and P. Tockhorn and D. Eisenhauer and G. Köppel and M. Hammerschmidt and S. Burger and S. Albrecht and C. Becker and K. Jäger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.07252},
year = {2018}
}