Ray dynamics in array of disks investigating light management in thin-film solar cells
Master thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/2464296Utgivelsesdato
2017Metadata
Vis full innførselSamlinger
- Master's theses (RealTek) [1853]
Sammendrag
The use of resonant dielectric structures have shown promising signs as a contributor of light trapping. Nanospheres as a dielectric texture on thin-film solar cells have been demonstrated to increase the overall efficiency significantly compared to flat film cells with reflection coating only. In order to better understand the rationale behind the light trapping of the nanostructure which leads to the increase in efficiency of the solar cell, it is essential to further optimise this efficiency. This thesis introduces a two-dimensional array of disks system representing a simplified model of the nanosphere structures. Simulations of the ray dynamics in the array of disks are done in order to investigate the light trapping properties of the structures. It was found that a broad spectrum of rays form stable islands of different sizes in the phase space of this system. The size of the islands represent the number of rays stabilising in this array of disks over time, and was demonstrated to depend on the refractive index of the disks as well as the distance between them. Bruk av dielektriske nanosfærer som struktur på solceller har vist lovende tegn. Tynnfilm solceller strukturert med nanosfærer har vist signifikant økt effektivitet i forhold til solceller med vanlig antireflekslag. Å forstå de grunnleggende effektene bak lysfangingen som fører til den økte absorpsjonen i solcellene bedre, er av stor betydning for videre optimalisering av effektiviteten til solceller. Denne oppgaven introduserer en streng av to-dimensjonale disker som en forenklet modell av nanostrukturene. I dette systemet ble mengder av forskjellige lysstråler simulert for å undersøke lysfangingsegenskapene i dette systemet. Simuleringene viste at en mengde av lysstrålene lagde stabile øyer i faserommet. Disse øyene var av forskjellig størrelse og avhengig av brytningsindeksen til diskene samt avstanden mellom diskene.