應用於砷化鎵太陽能電池之抗反射設計結構

Abstract

此研究提出使用均質抗反射層與一維光柵結構組合的抗反射設計，具有垂直入射時平均穿透率可達到99%，八十度入射之穿透率頻譜可達到94%左右，以獲得寬頻譜與廣角的抗反射能力。此設計結構為先在砷化鎵太陽能電池上設計兩層均質抗反射層，以達到垂直入射時寬頻譜的效果，但在大角度入射時，均質抗反射層之穿透率頻譜則會大幅 降低至55%左右。因此，我們在均質層上放置一維三角形光柵，藉此降低均質層的高角度靈敏度，使整個結構達到寬頻譜與廣角的抗反射效果。經過比較在不同光柵參數下於垂直入射與80 度入射的平均穿透率(Tsolar)後，我們獲得最佳化光柵參數分別為光柵高度為0.6um、光柵週期為0.6um 及光柵填充率為0.125。此光柵結構於大角度入射時產生高階繞射穿透，彌補零階繞射穿透值隨入射角度上升而下降，進而維持住大角度入射下的高穿透率。除此之外，三角形光柵等效折射係數漸變的特質亦可提高大角度入射的穿透率頻譜。最後，我們比較不同光柵形狀及光柵下方均質層層數對平均穿透率及穿 透頻譜的影響，可發現在最佳參數下的兩均質層與一維三角形光柵具有最佳的平均抗反射效果。