为实现对太阳光的宽波段高效吸收,引入光学黑洞(optical black hole,OBH)概念,用有限元方法对单纳米线太阳电池(SNSCs)进行电磁仿真和结构设计。剖析了极化模式、OBH尺寸、核壳匹配、折射率阶梯分层等因素对OBH SNSCs的陷光和光学吸收性能的影响。研究表明:较以往介电常数匹配方式,利用折射率匹配设计可进一步提高OBH系统的光学吸收性能;借助微纳结构对光波的调控,可实现全向宽带高效吸收,从而将OBH应用于微纳光伏系统;进一步发现,可通过优化内核半径和外壳折射率分布来提高基于OBH的非晶硅(a-Si:H)SNSCs吸收效率,获得的光电流较传统无包层a-Si:H SNSCs提升约300%。
