硅基薄膜太阳能电池的纳米仿生陷光结构

项目名称： 硅基薄膜太阳能电池的纳米仿生陷光结构

项目编号： No.61204077

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 信息四处

项目作者： 周航

作者单位： 北京大学

项目金额： 28万元

中文摘要： 自然界中许多生物的皮质表层存在着优异的陷光结构，本项目获益于这些生物陷光结构的启发，从理论和实验两方面深入研究可用于硅基薄膜太阳能电池的纳米仿生陷光结构。本项目拟采用基于时域有限差分法（FDTD）的纳米光学仿真软件，对仿生陷光结构进行建模分析，研究仿生结构的几何形貌对光的反射率和透射率的影响，澄清仿生结构的陷光机理。实验研究方面，本项目拟采用纳米刻蚀和纳米压印等工艺，实现纳米仿生结构的可控制备，并测量分析含有仿生结构的硅基薄膜太阳能电池的反射率和光生电流。结合仿真结果，调控优化薄膜太阳能电池的陷光结构，实现硅基薄膜电池对太阳光的宽光谱大角度吸收。

中文关键词： 表面陷光；纳米线；碳纳米管；太阳能电池；非晶硅

英文摘要： Inspired by the light trapping structure in nature, a systematical study on the biomimetic light trapping nanostructures in thin film silicon solar cell is proposed. The study aims to enhance the broadband and omnidirectional light absorption in thin film silicon solar cell. To explain and illustrate the effects of the biomimetic structures on the incoming lights, nanostructured models established by optical simulation software (FDTD) are proposed. Details of how the surface nanostructured parameters affect the photovoltaic materials' interaction with lights will be studied. Based on the simulation, experiments are designed to incorporate such superior antireflection structures into thin film silicon solar cells. Study on precise control of the biomimetic nanostructure will be carried out. New low cost fabrication approaches such as Nano-lithography and Nano-imprinting approaches are proposed.

英文关键词： Light Trapping；Nanowires；Carbon Nanotubes；Solar Cells；Amorphous Silicon