GaAs纳米锥、倒纳米锥与沙漏形纳米阵列太阳能电池的光学模拟与分析

在本文中，我们通过时域有限差分（FDTD）模拟研究了GaAs纳米锥（NC）、倒纳米锥（INC）和沙漏（HG）形太阳能电池的光学性质。将这些不同结构与传统圆柱形纳米线的光吸收率、反射率、透射率和光生载流子产生率进行了比较。观察到所有结构的各光学性质随侧壁角的变化。可见NC、INC和HG的最佳性能分别出现在侧壁纳米锥角约7{\deg}、约4{\deg}和侧壁底部纳米锥角约9{\deg}处，其中NC总体性能最佳，其次为INC，除非在非常大角度时HG性能优于INC。还观察了这些结构在不同太阳角度下的光学性质；HG和INC结构在稍大太阳角度下吸收有所改善，这归因于其更好的光捕获性质。最后，进行了周期研究以观察密集和稀疏电池排布对纳米结构光学性质和光生载流子分布的影响，观察到稀疏间隔纳米线具有更好且更均匀的光生载流子分布，这将极大改善径向结太阳能电池的载流子提取。