Reflectores Traseros Lambertianos

Un reflector trasero Lambertian es un tipo especial de reflector trasero que hace aleatoria la dirección de la luz reflejada. Una reflexión alta de la superficie trasera de la célula reduce la absorción en los contactos traseros de la célula o la transmisión desde la parte posterior, permitiendo que la luz rebote hacia atrás en la célula para su posible absorción. Aleatorizar la dirección de la luz permite que gran parte de la luz reflejada se refleje totalmente internamente. La luz que alcanza la superficie superior en un ángulo mayor que el ángulo crítico para la reflexión interna total se refleja de nuevo hacia la superficie posterior. La absorción de la luz se puede aumentar drásticamente de esta manera, ya que la longitud de trayectoria de la luz incidente puede ser aumentada por un factor de hasta 4n2 donde n es el índice de refracción del semiconductor 1. Esto permite una longitud de trayectoria óptica de aproximadamente 50 veces el espesor de los dispositivos físicos y, por tanto, es un esquema efectivo de captura de luz. Una superficie posterior Lambertiana se ilustra en la figura de abajo.

Atrapamiento de luz usando un reflector al azar en la parte posterior de la celda. La luz con un ángulo menor que el ángulo crítico escapa de la célula, pero la luz con un ángulo mayor que el ángulo crítico se refleja totalmente dentro de la célula. En dispositivos reales, la superficie frontal también se texturiza usando esquemas tales como las pirámides aleatorias mencionadas anteriormente.

El siguiente gráfico muestra la corriente de cortocircuito de una célula solar de silicio con y sin atrapamiento de luz. En el caso sin atrapamiento de luz, la luz sólo hace un paso a través de la célula solar con parte de la luz (particularmente en el infrarrojo) pasando directamente a través de la célula sin ser absorbida. En el caso del atrapamiento de luz ideal, la longitud de la trayectoria se incrementa en 4n² (4 × 3,52 ≈ 50) y la corriente de cortocircuito es mucho mayor. En la práctica, el nivel de atrapamiento de la luz se encuentra entre estos dos límites.

LEl atrapamiento de luz aumenta la corriente de cortocircuito (J_SC) de la célula solar, particularmente para dispositivos delgados.

• 1. E. Yablonovich y Cody, G. D., «Intensity Enhancement in Textured Optical Sheets for Solar Cells», IEEE Transactions on Electron Devices, vol. ED-29, pp. 300-305, 1982.