光伏电池介电光管理结构是指在光伏电池前端构筑的光学结构。其通过介电工程手段管理入射光谱来改善电池光谱利用效率和性能,已成为当前光伏技术研发领域中的重要研究课题。本文通过选用经济性好的Al材料,系统地研究了不同Al基介电光管理结构在剪裁入射光谱方面的功效性,并在Al基金属/电介质堆垛型光学结构、Al颗粒光散射特性、Al-电介质复合结构以及Al光栅结构等主题上取得了一些富有理论指导意义的研究结果。简要总结如下:1、研究了铝/电介质堆垛型热光伏电池光管理结构的性能特征。结果表明:（1）将金属介电物性的Drude模型应用于相关复合结构光学性能的研究存在合理性问题;（2）Al₂O₃/Al/Al₂O₃三明治型热光伏滤波器性能可以与传统全介质光子晶体型滤波器的性能相比拟;以GaSb热光伏电池为示例,在典型的热光伏电池工作环境下该结构中最外层（最里层）Al₂O₃的最佳厚度为356-401（121-154）nm而中间的Al层厚度仅为4 nm左右。2、研究了球形Al颗粒的光散射特性。结果表明:（1）以典型钙钛矿电池为示例,半径为100 nm左右的球形Al颗粒是有效的前向光散射体,其置于Si₃N₄和TiO₂环境中时能够提供宽波带高效的前向散射特性;（2）与纯金属相Al颗粒的散射特性相比,Al基核壳结构的球形颗粒也是有效的前向光散射体,表明实际应用环境中Al颗粒表面可能存在的氧化壳层并不会显著破坏球形颗粒的前向光散射特性。3、研究了Al颗粒镶嵌电介质减反射膜的结构性能特性。结果表明:（1）在电介质层中混入适当比例的Al颗粒能够有效增强单层膜的透过率;以GaSb电池为示例,计算表明在SiO₂单层中最优的Al颗粒体积分数为10%左右;（2）对于Al₂O₃/TiO₂双层膜,只有在TiO₂层中嵌入体积分数为1²%的Al颗粒才能有效地增强双层膜的透过率,且辐射体温度需控制在1000¹500 K。4、研究了Al光栅结构对50 nm厚的硅层光吸收特性的影响。研究表明:以AM 1.5G为背景光谱,Al光栅的最优结构参数为周期P=450 nm,填充比F=0.2,以及光栅高度h=60 nm时,此时超薄硅层的短路电流相对于无Al栅时同等厚度硅层所产生光电流提高了47.18%。