3.3　本章小結

本章節研究了背脊高度（或凹槽深度）、填充比以及入射角對一維簡單光柵吸收特性的影響，發現一維簡單硅光柵存在吸收峰值較窄，并且對入射角度依賴較大的劣勢，此問題使得一維簡單光柵不適合做太陽能電池吸收表面。因此，我們提出了一維復雜凹形光柵結構來解決一維簡單光柵存在的問題。

本章節提出了兩種一維復雜凹形光柵結構：一個光柵周期內包含三個凹槽深度不同的簡單光柵的一維復雜凹形光柵Ⅰ和一個光柵周期內包含兩個凹槽深度不同的簡單光柵的一維復雜凹形光柵Ⅱ。通過對一維簡單光柵和一維復雜凹形光柵輻射特性的比較，發現在TM波入射時一維簡單光柵只能在局部區域調控光譜吸收特性，而一維復雜凹形光柵能夠充分利用所包含的不同凹槽深度簡單光柵的空腔諧振效應在整個計算波段范圍內對光譜吸收特性進行調控以提高光柵結構對入射太陽光的吸收率；但是在TE波垂直入射時，一維簡單光柵和一維復雜凹形光柵的吸收特性均不理想，一維復雜凹形光柵對吸收率的提高遠不如TM波下的現象明顯。為得到吸收率較優的光柵結構，本章節利用田口法對一維復雜凹形光柵Ⅰ和一維復雜凹槽光柵Ⅱ的結構進行優化。光柵Ⅰ和光柵Ⅱ的優化結構在TM波垂直入射下的吸收率分別高達0.9287和0.9467。由于光柵Ⅱ呈對稱結構，較光柵Ⅰ更易于加工，并且光柵Ⅱ在垂直入射下的吸收特性更好，所以一維復雜凹形光柵Ⅱ比一維復雜凹形光柵Ⅰ更適合在太陽能電池吸收表面應用。最后，研究了TM波入射時一維復雜凹形光柵Ⅱ對入射角的依賴特性，發現當入射角小于45°時，光譜吸收率隨入射角度變化很小。因此，一維復雜凹形光柵Ⅱ能夠滿足太陽能電池表面對角度依賴特性的要求。