2. Optical simulation modelsilicon

2. Optical simulation model
silicon thin film solar cell with a substrate configuration was used in this study, as shown inFig. 1. The cell consists of a 80 nm thick Aluminium doped zinc oxide (ZnO:Al) front contact layer, followed by a 300 nm silicon active layer, a 40 nm thick (ZnO:Al) layer, a 200 nm thick Ag layer, and a thick Aluminium foil with periodic hemispherical nanopits on it, which can be realized and controlled by the experiments [13], [14] and [15]. All of these layers are textured by the periodic nanopit array of the Aluminium foil, which resulted in the same size and spacing of the nanopits for each layer. The effect of Aluminium periodic nanopits on the light absorption in silicon thin film solar cells were studied by calculating the optical wave propagation and absorption in the silicon thin film cells with different nanopits sizes (d) and spacing (s). Three dimensional optical wave propagation and absorption in the silicon cells was investigated by rigorously solving Maxwell's equations using finite difference time domain (FDTD) algorithm (FDTD Solutions 8.7.1, Lumerical Inc.).


The silicon thin film cells were illuminated by a TM polarized (with the electric field parallel to the incident plane), normally incident plane wave with wavelength range from 300 to 800 nm, covering most of the useful solar spectrum for silicon thin film solar cells. Perfectly matched layer boundary conditions were used in the light incident direction to prevent interference effect, and periodic boundary conditions were used in the lateral direction to simulate ordered array of nanopits. Optical constants of Aluminium, Copper and silicon were taken from Palik [16] and ZnO:Al was taken from Ref. [17]. For simplicity, effect of doping on the absorption of silicon layer was neglected.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

2. แบบจำลองแสงเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางซิลิคอนกับการกำหนดพื้นผิวที่ใช้ในการศึกษานี้ เป็น inFig แสดง 1. เซลล์ประกอบด้วย 80 nm หนาอลูมิเนียม doped สังกะสีออกไซด์ (ZnO:Al) หน้าติดต่อชั้น ตาม ด้วย 300 nm ซิลิคอนใช้ชั้น ชั้น 40 nm หนา (ZnO:Al) 200 nm หนา Ag ชั้น และอะลูมิเนียมเปลวหนากับ nanopits งวดครึ่งบน ซึ่งสามารถรับรู้ และควบคุม โดยทดลอง [13], [14] [15] และ ทุกชั้นเหล่านี้มีพื้นผิว โดยเรย์ nanopit เป็นครั้งคราวของอะลูมิเนียมเปลว ซึ่งมีผลเหมือนกันในขนาดและระยะห่างของ nanopits สำหรับแต่ละชั้น มีศึกษาผลของอะลูมิเนียมงวด nanopits ดูดซึมแสงในเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางซิลิคอน โดยการคำนวณการแพร่กระจายคลื่นแสงและการดูดซึมในเซลล์ฟิล์มบางซิลิคอนที่มีขนาดแตกต่างกัน nanopits (d) และระยะห่าง (s) สามการแพร่กระจายคลื่นมิติแสงและการดูดซึมในเซลล์ซิลิคอนถูกตรวจสอบ โดยการทดสอบการแก้สมการของแมกซ์เวลล์โดยใช้ผลต่างจำกัดเวลาโดเมน (FDTD) อัลกอริทึม (วิธี FDTD 8.7.1, Lumerical Inc.) ซิลิคอนที่ฟิล์มบางเซลล์ถูกส่องสว่าง ด้วย TM การโพลาไรซ์ (ด้วยสนามไฟฟ้าขนานไปยังเหตุการณ์เครื่องบิน), คลื่นระนาบเหตุการณ์ปกติกับช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 300 ถึง 800 nm ครอบคลุมส่วนใหญ่ของสเปกตรัมแสงอาทิตย์มีประโยชน์สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางซิลิคอน เงื่อนไขขอบเขตชั้นตรงกันอย่างสมบูรณ์แบบใช้แสงทิศทางเหตุการณ์เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนมีผล และเงื่อนไขขอบเขตเป็นครั้งคราวใช้ในทิศทางด้านข้างเพื่อจำลองสั่งมาย nanopits คงแสงทองแดง อะลูมิเนียม และซิลิคอนถูกนำมาจาก Palik [16] และ ZnO:Al ได้มาจากอ้างอิง [17] สำหรับความเรียบง่าย ผลของโดปปิงค์บนดูดซึมชั้นซิลิคอนถูกที่ไม่มีกิจกรรม

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

2.
แบบจำลองออปติคอลซิลิกอนฟิล์มบางเซลล์แสงอาทิตย์กับการกำหนดค่าสารตั้งต้นที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าเป็นinFig 1. เซลล์ประกอบด้วย 80 นาโนเมตรหนาอลูมิเนียมซิงค์ออกไซด์เจือ (ZnO: อัล) ชั้นติดต่อหน้าตามด้วยชั้นที่ใช้งานซิลิกอน 300 นาโนเมตร 40 นาโนเมตรหนา (ZnO: อัล) ชั้นชั้น Ag 200 นาโนเมตรหนา และอลูมิเนียมฟอยล์หนากับ nanopits ครึ่งวงกลมที่มันเป็นระยะที่สามารถรับรู้และควบคุมโดยการทดลอง [13] [14] และ [15] ทั้งหมดของชั้นเหล่านี้จะมีพื้นผิวโดยอาร์เรย์ nanopit ระยะของอลูมิเนียมฟอยล์ซึ่งส่งผลให้มีขนาดเท่ากันและระยะห่างของ nanopits สำหรับแต่ละชั้น ผลของการ nanopits อลูมิเนียมเป็นระยะที่ดูดกลืนแสงในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางซิลิคอนศึกษาโดยการคำนวณการบริหารจัดการคลื่นแสงและดูดซึมในเซลล์ฟิล์มบางซิลิคอนที่มีขนาดที่แตกต่างกัน nanopits (ง) และระยะห่าง (s) สามมิติการบริหารจัดการคลื่นแสงและดูดซึมในเซลล์ซิลิกอนได้รับการตรวจสอบโดยเคร่งครัดการแก้สมการของแมกซ์เวลใช้เวลาแตกต่างโดเมน จำกัด (FDTD) อัลกอริทึม (FDTD โซลูชั่น 8.7.1, Lumerical อิงค์). เซลล์ฟิล์มบางซิลิคอนถูกส่องสว่างโดย TM ขั้ว (ที่มีสนามไฟฟ้าขนานกับระนาบเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น) เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นตามปกติคลื่นเครื่องบินกับช่วงความยาวคลื่น 300-800 นาโนเมตรครอบคลุมมากที่สุดของสเปกตรัมแสงอาทิตย์ที่มีประโยชน์สำหรับซิลิกอนฟิล์มบางเซลล์แสงอาทิตย์ ที่ตรงกับเงื่อนไขขอบเขตชั้นสมบูรณ์แบบถูกนำมาใช้ในทิศทางแสงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้มีผลรบกวนและเงื่อนไขขอบเขตระยะถูกนำมาใช้ในทิศทางด้านข้างเพื่อจำลองอาร์เรย์สั่ง nanopits ค่าคงที่แสงของอลูมิเนียมทองแดงและซิลิกอนถูกนำมาจาก Palik [16] และซิงค์ออกไซด์: อัลถูกนำมาจากการอ้างอิง [17] สำหรับความเรียบง่ายผลของยาสลบในการดูดซึมของชั้นซิลิกอนถูกละเลย