태양전지 후면 나노구조

후면의 유전체 나노구조는 고 반사체로 사용될 수 있다. 예를 들어 흰색 페인트와 선스크린을 구성하는 고굴절 TiO2 나노입자는 금속 반사체에서의 기생 흡수 없이  광을 가이드 공명으로 재분배할 수 있는 훌륭한 광대역 반사체로 형성될 수 있다. TiO2는 값싸고 매장량이 풍부하고 친환경적이다. 

나노구조를 정확한 모양과 크기로 튜닝하는 것은 산란광의 각과 평광 분포에 대한 새로운 수준의  제어를 제공한다. 

초박형 c-Si 셀 양쪽에 나노구조를 형성했을 때 장점을 찾기 위해 체계적인 나노광학 시뮬레이션이 이루어졌다(그림 4d,e). 

이 분석으로 부터 매우 효율적인 광흡수는 고종횡비와 밀한(간격 ~500 nm) 나노구조 어레이가 전면에 반사 방지 코팅으로 사용되고 낮은 종횡비와 낮은 밀도의 나노구조 어레이가 후면에 사용되어 가이드 공명을 야기할 때 얻을 수 있다. 

박형 c-Si 태양전지에서 나노콘의 최적의 주기적 간격은 ~1,000 nm이다. 그 이유는 후면에서의 광포획은 c-Si 밴드갭 근처인 800~1,100 nm 파장에서 중요하기 때문이다. 

참고: Light management for photovoltaics using high-index nanostructures,  Mark L. Brongersma, et al., Nature Materials, published online: 22 April 2014⎜DOI: 10.1038/NMAT3921