GaAs/p-Si异质结太阳能电池双层减反射涂层（DLARC）的电气性能优化研究：基于PC1D仿真的效率提升策略

本文推荐：该研究通过PC1D仿真工具系统评估了9种双层减反射涂层（DLARC）在GaAs/p-Si异质结太阳能电池中的光电性能，揭示了MgF2/Si3N4组合可将效率从13.05%提升至18.48%的机制，为光伏器件光学设计提供了关键理论支撑。

　　

亮点

本研究通过创新性地应用PC1D一维仿真，首次系统揭示了双层减反射涂层（DLARC）在GaAs/p-Si异质结太阳能电池中的"光学-电学"协同增效机制。

引言

能源危机背景下，光伏技术成为破解非可再生能源枯竭难题的关键。本研究聚焦第三代太阳能电池核心材料GaAs/p-Si异质结，通过DLARC设计实现光捕获能力突破。

方法学

采用PC1D 5.9版本构建平面结构模型，设置200个网格节点和1×10^-6收敛容差，精确求解半导体耦合方程。独创性地通过破坏性干涉原理优化DLARC光学路径差，实现98.7%入射光利用率。

重要发现

• 短路电流（I_SC）提升41.2%（方案8）

• 开路电压（V_OC）突破0.72V

• 填充因子（FF）达82.3%

• 冠军组合MgF₂/Si₃N₄效率达18.48%，相对提升41.6%

结论

该工作建立了DLARC材料折射率梯度与电池效率的定量关系模型，为开发>20%效率的叠层太阳能芯片提供了新范式。