近日,云南師范大學涂潔磊教授課題組成功設計與制備了具有TiO2/Al2O3/MgF2涂層的高效GaInP/InGaAs/Ge晶格匹配三結(jié)太陽電池,該涂層具有表面反射率低和透射率高等特點,相關科研成果以“Broadband graded refractive index TiO2/Al2O3/MgF2 multilayer anti-reflection coating for high efficiency multi-junction solar cell”為題發(fā)表在Solar Energy上(第一作者為張煒楠, 通訊作者為涂潔磊教授、艾爾肯教授)。
文中,我司技術團隊利用APSYS半導體器件設計平臺對多結(jié)太陽能電池模型不斷地進行完善校準,幫助本文作者系統(tǒng)地分析了TiO2/Al2O3/MgF2三層減反射涂層對GaInP/InGaAs/Ge三結(jié)太陽電池性能的影響,而且理論計算結(jié)果和實驗結(jié)果呈現(xiàn)高度的一致性[具體見圖1(a)]。通過優(yōu)化設計TiO2/Al2O3/MgF2減反射涂層參數(shù),并將其應用在多結(jié)太陽能電池器件,實現(xiàn)對具有TiO2/Al2O3雙層減反射涂層傳統(tǒng)電池性能的改善[具體見圖1(b)],圖1還表明采用折射率梯度遞減的減反射涂層設計會有效降低電池表面的反射率,且在大角度入射狀態(tài)下依然保持著良好的透射率,以此提高太陽電池在300 ~ 1800 nm光譜區(qū)間內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換效率:在AM1.5G光譜下,太陽電池的短路電流較之傳統(tǒng)三結(jié)太陽電池提升了28.98%。
此外,仿真技術可以幫助研究人員更加深入地了解不同空間輻照效應對多結(jié)太陽能電池載流子輸運、PCE、Voc及Jsc等參數(shù)的影響,助力實現(xiàn)高效太陽能電池的制備.

圖1 (a)理論計算與實驗測試J-V曲線分布對比;(b)具有不同減反層設計太陽能電池器件的計算J-V曲線分布;(c)不同入射角度下,不同減反層設計結(jié)構(gòu)的平均反射率和(d)入射角度為45°時,具有不同減反層設計太陽能電池器件的實測J-V曲線分布。
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