《表1 硅薄膜平面和空芯波导电池对入射光束的捕获率与光-电转换效能Tab.1 The capturing rates and photoelectric conversion efficiencis

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《硅薄膜矩形空芯波导太阳能电池光捕获性能的研究》

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如表1所示，当光束以60°的入射角照射平面结构太阳能电池时，测得Pin为70mW。此时反射光束的光斑也较明亮，测得光功率Pout为7 mW。有此，可计算得约90%的入射光能量被电池所捕获。此时，对应的空芯波导电池的Pout为约1 mW，计算得到约98.6%的入射光能量被电池所捕获。根据图5在入射角为60°、波长为532nm时的理论计算结果得到平面电池和空芯波导电池的反射率值分别约为2.9%和1-2.44E-3，也即理论计算的光捕获效率ηt分别应该有97.1%和近似100%，理论值与实际值基本吻合，尤其是空芯波导电池理论计算和实际测量的结果更为接近。虽然实际电池的表面较为光滑，但仍然存在一定的粗糙度，对入射光束有一定的散射作用。在对平面电池反射光束功率进行测量时很难将反射和散射的所有光线都同时探测到，从而引起相对较大的误差（7.8%）。空芯波导在射出端对光线的收集效果要好于平面电池，因而误差相对较小（1.4%）。在光束60°角入射时，测得平面电池和空芯波导电池的I*V值分别为0.060mW和0.334mW，再将其和各自的光捕获功率比较，可得到两种电池光电转换效能分别为0.095%和0.484%。虽然被两种电池捕获的光能量中只有小部分才能转换成电能，但矩形空芯波导电池的光-电功率转换效能较平面电池还是有明显的提高（约5倍）。