Матричная формализация распространения и поглощения света в толстых текстурированных оптических листах

В данной работе представлена формализация моделирования для определения оптических свойств текстурированных оптических листов (OPTOS). Наш матричный метод позволяет вычислительно эффективно рассчитывать некогерентное распространение света и поглощение в толстых текстурированных листах, в частности в солнечных элементах, имеющих различные текстуры на передней и задней сторонах, которые могут работать в разных оптических режимах. В моделируемой системе угловое распределение мощности представлено вектором. Это распределение света изменяется при взаимодействии с поверхностями текстурированных листов, которые описываются матрицами перераспределения. Эти матрицы могут быть рассчитаны для каждой отдельной текстуры поверхности с применением наиболее подходящей техники: в зависимости от размера элементов текстуры, например, могут использоваться либо лучевые, либо волновые методы. Сравнение смоделированного поглощения в кремниевом листе для множества поверхностных текстур с результатами других методов моделирования и экспериментально измеренными данными показывает очень хорошее соответствие. Для демонстрации универсальности разработанного подхода рассчитано поглощение в кремниевых листах с крупномасштабной структурой (V-канавки) на передней стороне и мелкомасштабной структурой (дифракционная решетка) на задней стороне. Кроме того, при минимальных вычислительных затратах выполнено исследование вариации параметра толщины.