研究目的
研究光学常数精确测定对太阳能电池纳米金属光捕获结构设计的影响。
研究成果
该研究表明，金属光捕获结构的有效性显著受所用金属光学常数的影响。研究引入了一种新的优值指标——SAEF，用于预测金属在光捕获应用中的适用性，其与优化结构中的光电流增强效果具有良好相关性。
研究不足
该研究的局限性在于光学常数会因沉积方法和条件而变化，而模拟中可能未充分考虑这种变化。此外，表面层和氧化对金属光学常数的影响也未得到充分探讨。
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准确测定光学常数对纳米金属光捕获结构设计的重要性
DOI：10.1016/j.solmat.2018.11.008
期刊：Solar Energy Materials and Solar Cells
出版年份：2019
更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要：
太阳能电池中常用金属（如作为电极、背面平面反射器或更复杂的纳米图案化光捕获结构）的光学常数可能因沉积方法、厚度及其他因素而变化，因此文献中记载并不一致。对于专门设计用于提升太阳能电池吸收率的纳米金属光捕获结构而言，模拟中所采用光学常数的选择会显著影响预测的增强效果及该结构的最优尺寸。光伏材料中导模耦合与金属中寄生吸收光子数量之间的权衡，使得光学常数的微小差异会导致量子效率和光生电流出现显著不同的结果。本研究记录了银、铝、金和钛的多种光学常数来源及其对等离子体品质因子的影响。通过优化一个测试结构（即在减薄砷化镓电池前表面设置金属纳米盘阵列），量化了选用不同光学常数来源对建模结果的影响。最后，我们基于光学常数定义了一个新的光谱积分性能指标——光谱吸收增强因子（SAEF），用于比较金属在光捕获结构中的预期性能。
作者：
Phoebe Pearce，Alexander Mellor，Nicholas Ekins-Daukes
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