纳米线阵列高效太阳能转换的原理和研究进展
投稿时间:2019-04-03  修订日期:2019-07-17  点此下载全文
引用本文:童中英,谢天,叶新辉,夏辉,李菊柱,张帅君,姜新洋,陈泽中,李天信.纳米线阵列高效太阳能转换的原理和研究进展[J].红外与毫米波学报,2019,38(4):508~519].TONG Zhong-Ying,XIE Tian,YE Xin-Hui,XIA Hui,LI Ju-Zhu,ZHANG Shuai-Jun,JIANG Xin-Yang,CHEN Ze-Zhong,LI Tian-Xin.Research Progress on Semiconductor Nanowires for High Efficiency Solar Energy Conversion[J].J.Infrared Millim.Waves,2019,38(4):508~519.]
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童中英 上海理工大学 材料科学与工程学院上海 200093
中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083 
850185095@qq.com 
谢天 上海理工大学 材料科学与工程学院上海 200093
中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083 
 
叶新辉 上海理工大学 材料科学与工程学院上海 200093
中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083 
 
夏辉 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083  
李菊柱 上海师范大学 数理学院上海 200234
中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083 
 
张帅君 上海理工大学 材料科学与工程学院上海 200093
中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083 
 
姜新洋 上海科技大学 物质科学与技术学院上海 201210
中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083 
 
陈泽中 上海理工大学 材料科学与工程学院上海 200093  
李天信 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室上海 200083  
基金项目:国家自然科学基金 11574336 61604158 91321311;上海市科委基础研究项目 18JC1420401国家自然科学基金(11574336,61604158,91321311),上海市科委基础研究项目(18JC1420401)
中文摘要:首先从热力学角度讨论减少光伏器件效率损失的原理和途径,然后介绍半导体纳米线阵列有效实现陷光和降低发射角的结构设计,其中渐变尺寸的非均匀纳米线阵列具有低发射角、陷光的原理性优势,成为可见到近红外太阳能高效太阳能转换的重要研究方向。
中文关键词:太阳能电池  可见至近红外  全向吸收  发射角限制  非均匀纳米线阵列
 
Research Progress on Semiconductor Nanowires for High Efficiency Solar Energy Conversion
Abstract:In this paper, a thermodynamic analysis on current photovoltaics wsa given within the Shockley-Queisser model. Then the latest progresses of designing semiconductor nanowire arrays are introduced to achieve effective light trapping and reduced emission angle. Among them, non-uniform nanowire arrays with gradient shapes hold both advantages of ultralow emission angle and light trapping, therefore has attracted much research interest toward ultrahigh efficiency of solar energy conversion from visible to near-infrared wavelength.
keywords:solar cells  visible to near-infrared  omnidirectional absorbtion  emission angle limit  non-uniform nanowire arrays
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