Возможности применения геометрической оптики для расчетов нано- и микроструктур в фотовольтаике

Оценки оптических характеристик, используемых в фотовольтаике нано- и микроструктур с помощью программ расчета переноса электромагнитного излучения показывают плохую сходимость результатов при больших затратах расчетного времени. Продемонстрирована возможность применения для этих целей приближения геометрической оптики. Для ряда представленных в научной литературе экспериментальных исследований по определению оптических характеристик нано- и микроструктур были проведены соответствующие расчеты с использованием трехмерной программы РОКС-RG (метод Монте-Карло). Расчетные результаты показали удовлетворительное согласие с экспериментальными данными при учете в расчетах поверхностных шероховатостей, которые являются побочным результатом процессов травления при изготовлении структур. Анализ результатов также показал, что значительная частьизлучения поглощается за счет шероховатостей поверхности подложки структур. Указанная особенность должна приводить к неравномерности в распределении носителей заряда по высоте структуры и может служить одним из объяснений недостаточно высокой эффективности солнечных элементов с радиальной $p$–$n$-геометрией.