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亚波长光栅是结构尺寸小于光波长的光栅,具有减反射和偏振双折射效应；金属纳米结构可激发表面等离子体模式以增强电池吸收,同时减少总体积和有源层的厚度；光子晶体,一种折射率周期性变化的结构,利用其独特的色散关系会产生慢光效应。本文则根据亚波长结构及光子晶体的结构特性进行光学设计,实现薄膜太阳能电池的高吸收。本文详细推导了二维严格耦合波方法,可严格求解亚波长结构的衍射效率及场分布,同时介绍了用于求解光子晶体能带结构的平面波展开法。首先提出了两种可用于薄膜太阳能电池防反射层结构的亚波长光栅：半球体和圆柱体亚波