国家自然科学基金(11204276)
- 作品数：3 被引量：16H指数：3
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- 相关机构：郑州大学更多>>
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- 相关领域：电气工程一般工业技术更多>>
- 金属纳米颗粒光散射特性研究被引量：5
- 2017年
- 采用基于有限元的数值模拟方法,建立微晶硅衬底上单个金属纳米颗粒与光相互作用的三维(3D)模型,分别计算不同半径的Ag、Al、Au和Cu球状纳米颗粒的散射截面、吸收截面、散射效率及耦合效率。结果表明:随着金属纳米球半径R的增大,表面等离激元偶极共振峰发生红移且展宽,同时颗粒的归一化吸收截面快速下降;在中长波段(500~1100 nm),颗粒的散射效率随R的增大而增大,但耦合效率则呈现单调下降趋势。在相同尺寸的Ag、Al、Au和Cu颗粒中,Au和Cu的吸收截面较大,当R=50 nm时,Au和Cu颗粒的吸收截面甚至大于其散射截面,二者在中短波段(300~550 nm)的散射效率明显偏低。另外,金属纳米颗粒的耦合效率对颗粒成分变化不敏感。
- 张宇杰杨仕娥陈永生郜小勇谷锦华卢景霄
- 关键词：金属纳米颗粒光散射
- Al纳米颗粒增强微晶硅薄膜太阳电池光吸收的模拟研究被引量：5
- 2015年
- 利用价格低廉、性能优良的金属纳米颗粒增强太阳电池的光吸收具有广阔的应用前景.通过建立三维数值模型,模拟了微晶硅薄膜电池前表面周期性分布的Al纳米颗粒阵列对电池光吸收的影响,并对其结构参数进行了优化.模拟结果表明:对于球状Al纳米颗粒阵列,影响电池光吸收的关键参数是周期P与半径R的比值,或者说是颗粒的表面覆盖度;当P/R=4—5时,总的光吸收较参考电池提高可达20%.与球状颗粒相比,优化后的半球状Al纳米颗粒阵列可获得更好的陷光效果,但后者对颗粒半径R的变化较敏感.另外,结合电场分布,对电池光吸收增强的物理机理进行了分析.
- 丁东杨仕娥陈永生郜小勇谷锦华卢景霄
- 关键词：表面等离激元太阳电池
- 非晶硅太阳电池宽光谱陷光结构的优化设计被引量：7
- 2013年
- 陷光是改善薄膜太阳电池光吸收进而提高其效率的关键技术之一.以非晶硅(α-Si)薄膜太阳电池为例,设计了一种新的复合陷光结构:在Ag背电极与硅薄膜之间制备一维Ag纳米光栅,并通过保形生长在电池前表面沉积织构的减反膜.采用有限元数值模拟方法,研究了该复合陷光结构对电池光吸收的影响,并对Ag纳米光栅的结构参数进行了优化.模拟结果表明:该复合陷光结构可在宽光谱范围内较大地提高太阳电池的光吸收;当Ag纳米光栅的周期P为600 nm,高度H为90 nm,宽度W为180 nm时,在AM1.5光谱垂直入射条件下α-Si薄膜电池在300—800 nm波长范围内总的光吸收较无陷光结构的参考电池提高达103%,其中在650—750 nm长波范围内的光子吸收率提高达300%以上.结合电场强度分布,对电池在各个波段光吸收提高的物理机制进行了分析.另外,该复合陷光结构的引入,还较大地改善了非晶硅电池对太阳光入射角度的敏感性.
- 贾玉坤杨仕娥郭巧能陈永生郜小勇谷锦华卢景霄
- 关键词：非晶硅太阳电池数值模拟
