3.3　本章小结

本章节研究了背脊高度（或凹槽深度）、填充比以及入射角对一维简单光栅吸收特性的影响，发现一维简单硅光栅存在吸收峰值较窄，并且对入射角度依赖较大的劣势，此问题使得一维简单光栅不适合做太阳能电池吸收表面。因此，我们提出了一维复杂凹形光栅结构来解决一维简单光栅存在的问题。

本章节提出了两种一维复杂凹形光栅结构：一个光栅周期内包含三个凹槽深度不同的简单光栅的一维复杂凹形光栅Ⅰ和一个光栅周期内包含两个凹槽深度不同的简单光栅的一维复杂凹形光栅Ⅱ。通过对一维简单光栅和一维复杂凹形光栅辐射特性的比较，发现在TM波入射时一维简单光栅只能在局部区域调控光谱吸收特性，而一维复杂凹形光栅能够充分利用所包含的不同凹槽深度简单光栅的空腔谐振效应在整个计算波段范围内对光谱吸收特性进行调控以提高光栅结构对入射太阳光的吸收率；但是在TE波垂直入射时，一维简单光栅和一维复杂凹形光栅的吸收特性均不理想，一维复杂凹形光栅对吸收率的提高远不如TM波下的现象明显。为得到吸收率较优的光栅结构，本章节利用田口法对一维复杂凹形光栅Ⅰ和一维复杂凹槽光栅Ⅱ的结构进行优化。光栅Ⅰ和光栅Ⅱ的优化结构在TM波垂直入射下的吸收率分别高达0.9287和0.9467。由于光栅Ⅱ呈对称结构，较光栅Ⅰ更易于加工，并且光栅Ⅱ在垂直入射下的吸收特性更好，所以一维复杂凹形光栅Ⅱ比一维复杂凹形光栅Ⅰ更适合在太阳能电池吸收表面应用。最后，研究了TM波入射时一维复杂凹形光栅Ⅱ对入射角的依赖特性，发现当入射角小于45°时，光谱吸收率随入射角度变化很小。因此，一维复杂凹形光栅Ⅱ能够满足太阳能电池表面对角度依赖特性的要求。