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摘要：為拓寬活性材料對太陽光譜的吸收范圍,實現器件的寬譜吸收增強,本文提出一種基于光柵結構的新型有機太陽能電池器件,該器件在一個周期內引入不同占空比的光柵來構成級聯光柵。本文采用時域有限差分法從理論上研究了級聯光柵結構對器件吸收性能的影響,結果表明該結構可激發多個表面等離激元諧振,這些不同波長下的諧振模式可以在吸收光譜中同時存在,從而實現寬譜吸收增強。考慮太陽光譜的影響,在TM和TM/TE混合偏振模式下,活性材料的整體吸收效率從等效平板結構的23.9%分別提高到54.2%和36.4%,分別增強126.8%和52.3%,且基于該級聯光柵結構的太陽能電池器件可實現在0到65度入射角范圍內的廣角吸收。此外,在TM偏振模式下,該器件的吸收性能對光柵參數微小誤差變化的敏感性較低,適用于實際納米器件的制備。這項工作的理論結果有助于納米金屬光柵在有機太陽能電池中的應用提供新的理論指導。