4.3　本章小結

本章首先提出了一種一個周期內包含兩個脊背高度不同的二維簡單凸形光柵的二維復雜凸形光柵Ⅲ，并對其吸收特性和角度依賴特性做了研究。通過比較二維復雜凸形光柵、二維簡單凸形光柵以及一維復雜凸形光柵的吸收特性，發現二維復雜凸形光柵在TM和TE波入射下均具有較好的吸收特性，并且其角度依賴特性滿足太陽能電池的應用需求；但是二維凸形光柵加工較為復雜。

隨后，本章節研究了結構參數對二維簡單凹形光柵輻射特性的影響，發現當填充比在0.8～0.9范圍內、光柵周期在80～120nm范圍內、凹槽深度在60～110nm范圍內時，二維簡單凹形光柵能夠得到相對較高的吸收率，但是平均吸收率的值均低于0.9。

為解決二維簡單凹形光柵存在的平均吸收率不高的問題，本章節提出了兩種二維復雜凹形光柵結構：一個光柵周期內包含兩個沿x軸方向排列且凹槽深度不同的二維簡單凹形光柵的二維復雜凹形光柵Ⅳ和一個光柵周期內包含四個二維簡單凹形光柵的二維復雜凹形光柵Ⅴ，并利用田口法對二維復雜凹形光柵Ⅳ和光柵Ⅴ的結構進行優化。二維復雜凹形光柵Ⅳ的優化結構在TM波垂直入射時的效率高達0.9438，在TE波垂直入射時的效率高達0.9057；并且二維復雜凹形光柵Ⅴ的優化結構在TM波和TE波垂直入射下的效率均高達0.9388。為強調上述二維復雜凹形光柵在吸收特性上的優勢，本章比較了一維復雜凹形光柵、二維簡單凹形光柵和二維復雜凹形光柵的光譜吸收特性和平均吸收率，結果表明二維復雜凹形光柵能夠在TM波和TE波入射下均得到較好的吸收特性，并且二維復雜凹形光柵V的優勢更加明顯。最后，對田口法優化得到的二維復雜凹形光柵Ⅳ和二維復雜凹形光柵Ⅴ的角度依賴特性做了研究，發現上述兩種優化結構在TM波入射且入射角小于60°時和TE波入射且入射角小于30°時，吸收率變化不大。因此，二維復雜凹形光柵Ⅳ和二維復雜凹形光柵Ⅴ的角度依賴特性滿足太陽能電池的應用需求。