含太阳能电池的三维结构光吸收优化方法
应用物理
2018-08-07 v1 光学
摘要
将严格耦合波分析(RCWA)与差分进化算法(DEA)耦合为一种实用方法,以最大化具有三维形貌的光学结构中的吸收。作为一个模型问题,针对一种非晶硅、多端、薄膜叠层太阳能电池(包含三个p-i-n结及金属六方波纹背反射器),找到了四个几何参数和三个i层带隙的最优值。当选择光学短路电流密度作为待最大化的优值时,仅最顶层i层的带隙显著,其余六个参数作用较小。尽管该构型吸光性能很好,但其电学性能较差。这是因为优化问题允许半导体层的厚度与带隙改变。因此我们设计了另一种通过估算开路电压来考虑带隙变化的优值。所得构型相对于全部七个可变参数均为最优。RCWA+DEA优化方法适用于其他类型光伏太阳能电池及光学吸收体,而优值的选择对成功结果至关重要。
引用
@article{arxiv.1808.01312,
title = {Optimization approach for optical absorption in three-dimensional structures including solar cells},
author = {Benjamin J. Civiletti and Tom H. Anderson and Faiz Ahmad and Peter B. Monk and Akhlesh Lakhtakia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.01312},
year = {2018}
}
备注
14 pages, 5 figures