光损耗

光损耗主要通过降低短路电流来影响电池功率。光损耗包括本来可以产生电子空穴对但最终没有产生的光,原因可能是光从前表面反射,或者因为没有能被电池吸收。对于最常见的半导体太阳能电池,整个可见光谱(350 - 780 nm)有足够的能量来产生电子空穴对,因此所有可见光理想情况下都会被吸收。

reflection losses

太阳能电池中光损耗的来源。

有多种方法可以减少光损耗:

  • 电池表面的顶部接触覆盖范围可以最小化(尽管这可能导致串联电阻增加)。这在串联电阻中有更详细的讨论;
  • 可以在电池的上层表面使用抗反射涂层
  • 可以通过表面制绒来减少反射。
  • 太阳能电池可以做得更厚以增加吸收(尽管从距离结超过扩散长度的位置所吸收的光具有较低的收集概率,并且不会对短路电流产生贡献)。
  • 太阳能电池中的光路长度可以通过同时进行表面制绒和光捕获来增加。

由于其高折射率,硅表面的反射率超过30%。两种不同折射率材料之间的反射率 R 由下式确定:

其中n0是周围环境的折射率,nSi是硅的复折射率。对于未封装的电池,n0 = 1。对于封装的电池,n0 = 1.5。硅的折射率随波长变化,在材料特性章节中给出。