材料厚度

虽然减少反射是实现高效太阳能电池的重要组成部分,但吸收硅太阳能电池中的所有光也很重要。吸收的光量取决于光路长度和吸收系数。下面的动画显示了硅太阳能电池的光子吸收对器件厚度的依赖性。

所模拟的器件是一个没有前表面反射损耗的电池,因此所有入射光都进入该电池。假设电子特性是完美的(无限厂扩散长度),以便能收集所有光产生的载流子。最后,光线仅穿过电池一次。实际上,薄电池通常在背面设计有反射层,以便光线能多次穿过电池并增加吸收。在理想朗伯光捕获的情况下,路径长度有效增加了 4n2 1。对于折射率为 3.5 的硅,光捕获将路径长度增加了约 50 倍。请参阅光捕获页面。

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0.110000

对于厚度超过 10 毫米的硅材料,基本上所有能量高于带隙的光都被吸收。100%总电流是指厚度10mm时,硅中所有能被吸收的光都被吸收了。在 10 µm 厚的材料中,仅可吸收总电流的 30%。丢失的光子是橙色和红色光子。