利用表面等离子体提高薄膜太阳能电池吸收特性的研究

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1、长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《利用表面等离子体提高薄膜太阳能电池吸收特性的研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己蟹券表或撰写过的作品成果a对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明-本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者她蚴业魁月旦日长春理工大学学位论文版权使用授权书作者躲籀殛业吐月堡。导师签名必三月盘8藏嬲嚣嚣一氍嚣酥瓣熟蒸。雠压．摘要利用金属纳米粒子表面等离子激元效应提高硅薄膜太阳

2、能电池光吸收效率是一种新颖而有效的方法。通过设计新型电池结构，使得金属纳米粒子有显著的等离子体共振效应，可以达到宽光谱的光吸收及有效的光能转换，提高太阳能电池的效率。本文在硅薄膜表面设计了三维圆柱型Ag纳米粒子阵列，对硅薄膜太阳能电池的光吸收效率增益进行了模拟。详细地计算了粒子半径、高度、阵列周期及薄膜厚度对电池效率的影响，并对其物理机制加以讨论。当高度和厚度发生改变时，增强因子发生阻尼振荡。通过模拟我们得到了对于500nm厚度的薄膜硅，表面等离子激元效应对其最大增强因子为1．283。关键字：太阳毹电池银纳米粒子三维周期阵列表面等离子体

3、共振光吸收ABSTRACTTheUSeofnanoparticlesonthin-filmsolarellsiS髓effectivewaytoenhanceopticalabsorptionThroughthedesignofllewcellstruclalres，makingmetalnanoparticleshaveasignificanteffectofplasmaresonance，canbereachedbroadspectnmaoflightabsorptionandefficientenergyconversionandi

4、mprovetheefficiencyofsolarceilsAsimulationispresentedforathree-dimensionalarrayofcylindificalAgnanopardclesonthesurfaceofasolareel

5、．whichhasbeenprovedveryefficienttoenhancetheopticalabsorptionofthesiliconsuhsⅡatebyutilizinglocalizedsurfaceplasmonsTheenhancementratiohasbe

6、ensimulatedwithrespecttonanoparticleradiusandheightaswellascrystallinesiliconsubslratethicknessandisdiscussedindetailTheabsorptionenhancementwasfoundtoexhibitadampingoscillationwhenonlyheightorthicknessofthecylindricalnanopanicleWel-evariedEvenwithoutintentionaloptimizat

7、ionanenhancementfactorof1．283forasiliconsubstratewithathickneSSof500ranwasstillachievedinOLWsimulationsAfurtheroptimizedstructurehasthepotentialtoatlahiahigherfaetoLKey”’ords：solarcellsAgnanoparticlesthree-dimensionalperiodarra3’surfaceplasmonsresonanceopticalabsorption目

8、录摘要ABSTRACT录第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．2太阳能电池工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．113太阳能电池的损耗机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．4光电池的能量转换效率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31．5三代光电池⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31．6传统太阳能电池的陷光技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

9、⋯⋯．．41．7薄膜太阳能电池的陷光技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．51．8表面等离子体薄膜硅太阳能电池的发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6L9本论文的研究目的和主