Mejora de celdas solares de pe.licula delgada

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Mejora de la absorción óptica en Silicon solar de película fina
Las células de silicio sobre aislante (SOI) de configuración

Alto rendimiento en cristalina fina (~ 10 micras), las células solares de silicio requiere la película
completa absorción óptica en todo su rango espectral. Esquemas geométricos son ineficaces
debido a su característica de grandes dimensiones. Absorción ópticamejorada se puede lograr a través de
dos mecanismos basados ​​en la óptica difractiva y física. En el enfoque de difracción, la luz
confinamiento se logra a través oblicuamente multiplicación órdenes de transmisión que efectivamente
llenar el espacio de frecuencias. En el enfoque de la óptica física, un análisis riguroso, junto onda se utiliza para calcular la absorción óptica de longitud subondarejilla de estructuras basadas en la onda
mecanismo de guía, una película de espesor de 10 micras de Si en la configuración de IOS fue elegido para realizar una
evaluación comparativa de estos dos enfoques. Ópticos de transmisión de películas planas de Si
se comparó con el azar textura y grabado profundamente rejillas de dos dimensiones
estructuras. Transmisión de las estructuras al azar difusa ytransparente, mientras que
de rejillas, era débil y dependiente de la longitud de onda. A pesar de sustratos SOI no son
prácticas para la fabricación a gran escala, que se ha determinado que muy eficaz para
la comprensión y la optimización de la transmisión óptica y el rendimiento del dispositivo.

La absorción óptica difractiva y sobre la base de Óptica Física

Fig. 1 (una) muestra tresconfiguraciones utilizadas para el cálculo de la absorción óptica en películas delgadas de Si. El Al
reflector se usa en la parte trasera para mejorar el confinamiento óptico. En el caso de óptica difractiva;
absorción óptica mejorada se logra mediante el acoplamiento del haz incidente en forma oblicua de reproducción
órdenes de difracción. Aquí, la mejora de longitud del camino es h / cos.theta,donde h es el espesor de la película, y es θ
el orden de difracción de ángulo de propagación. La pared lateral superficies de textura puede crear difracción adicionales
pedidos para rellenar más eficazmente el espacio de frecuencias. En general, para la óptica difractiva
mecanismo sea eficaz, características de la superficie debe ser eficiente en curvar la luz oblicua, y profundamentesuperficies grabadas para mejorar la difracción de la residencia.
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Absorción óptica en tres configuraciones de película fina textura de la superficie frontal, la superficie frontal / lateral
textura, y profundamente grabada estructuras a través de toda la película.

[pic]gggg

En el caso de la óptica física, la absorcióntiene lugar principalmente dentro de las estructuras de rejilla.
Para las estructuras profundamente (>> λ) grabado al agua fuerte, una línea de rejilla se puede considerar como una guía de onda simétrica
el apoyo a un número cada vez mayor de modos como su espesor y la profundidad es mucho mayor. Ópticos de absorción
Ag en estructuras de rejilla sólo está dada por

Formula de sumatoria

dondela suma de los índices i y j incluir todos los órdenes de difracción de radiación y evanescente en el aire y
Si.

Con rigurosa software junto análisis de la onda, se calculó la absorción óptica para una amplia gama de
espacio de parámetros de las estructuras sublongitud de onda 1D y 2D con el espesor de la película Si en el rango de 000 a 100 micras ~
para tres configuraciones ópticas sedescribe en la figura. 1. Para simplificar, no hay películas anti-reflexión se incluyen,
y la absorción en las películas planas se calculó sin ningún tipo de estructura de difracción en la superficie frontal. Fig.
2 parcelas de absorción óptica en función de la longitud de onda de las películas planas (fig. 2-a) y para 1-micras período
rejilla de estructuras (fig. 2-b) para los espesores de...
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