Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phản ứng hiệu suất lượng tử ngoài của tế bào quang điện silicon mỏng dựa trên sự tán xạ plasmon của hạt nano indium và bạc
Tóm tắt
Nghiên cứu này đã phân tích các hiệu ứng tán xạ plasmon của hạt nano indium (In NPs) trên bề mặt trước và hạt nano bạc (Ag NPs) trên bề mặt sau của một tế bào quang điện silicon mỏng dựa trên hiệu suất lượng tử ngoài (EQE) và dòng điện – điện áp quang điện. Phản ứng EQE cho thấy, ở các bước sóng từ 300 đến 800 nm, tỷ lệ số lượng các hạt điện thu được so với số lượng photon chiếu vào trên một tế bào quang điện silicon mỏng đã được gia tăng bởi In NPs, và ở các bước sóng từ 1.000 đến 1.200 nm, bởi Ag NPs. Những kết quả này chứng minh hiệu quả của việc kết hợp sự tán xạ plasmon băng thông rộng của hai kim loại trong việc nâng cao hiệu suất quang điện tổng thể của tế bào quang điện silicon mỏng. Dòng điện ngắn mạch đã tăng 31,88% (từ 2,98 đến 3,93 mA) và hiệu suất chuyển đổi tăng 32,72% (từ 9,81% đến 13,02%), so với các tế bào quang điện silicon mỏng trần.
Từ khóa
#tế bào quang điện silicon mỏng #hiệu suất lượng tử ngoài #hạt nano indium #hạt nano bạc #tán xạ plasmonTài liệu tham khảo
Harry AA, Albert P: Plasmonics for improved photovoltaic devices. Nat Mater 2010, 9: 205. 10.1038/nmat2629
Pillai S, Green MA: Plasmonics for photovoltaic applications. Sol Energy Mater Sol Cells 2010, 94: 1481. 10.1016/j.solmat.2010.02.046
Adamovic N, Schmid U: Potential of plasmonics in photovoltaic solar cells. Elektrotechnik Informationstechnik 2011, 128: 342. 10.1007/s00502-011-0043-3
Green MA, Pillai S: Harnessing plasmonics for solar cells. Nat Photonics 2012, 6: 130. 10.1038/nphoton.2012.30
Stuart HR, Hall DG: Island size effects in nanoparticle-enhanced photodetectors. Appl Phys Lett 1998, 73: 3815. 10.1063/1.122903
Keely KL, Coronado E, Zhao LL, Schatz GC: The optical properties of metal nanoparticles: the influence of size, shape, and dielectric environment. J Phys Chem 2003, B107: 668.
Xu G, Tazawa M, Jin P, Nakao S, Yoshimura K: Wavelength tuning of surface plasmon resonance using dielectric layer on silver island films. Appl Phys Lett 2003, 82: 3811. 10.1063/1.1578518
Temple TL, Mahanama DDK, Reehal HS, Bagnall DM: Influence of localized surface plasmon excitation in silver nanoparticles on the performance of silicon solar cells. Sol Energy Mater Sol Cells 2009, 93: 1978. 10.1016/j.solmat.2009.07.014
Ghosh SK, Pal T: Interparticle coupling effect on the surface plasmon resonance of gold nanoparticles: from theory to applications. Chem Rev 2007, 107: 4797. 10.1021/cr0680282
Beck FJ, Mokkapati S, Catchpole KR: Plasmonic light-trapping for Si solar cells using self-assembled Ag nanoparticles. Prog Prog Photovol 2010, 18: 500. 10.1002/pip.1006
Merterns H, Verhoeven J, Polman A, Tichelaar FD: Infrared surface plasmon in two-dimensional silver nanoparticle arrays in silicon. Appl Phys Lett 2004, 85: 1317. 10.1063/1.1784542
Lee S, Lee M, Shin H, Choi D: Control of density and LSPR of Au nanoparticles on grapheme. Nanotechnology 2013, 24: 275702. 10.1088/0957-4484/24/27/275702
Yang Y, Pillai S, Mehrvarz H, Kampwerth H, Ho-Baillie A, Green MA: Enhanced light trapping for high efficiency crystalline solar cells by the applications of rear surface plasmons. Sol Energy Mater Sol Cells 2012, 101: 217.
Anno E, Tanimoto M: Size-dependent change in interbank absorption and broadening of optical plasma-resonance absorption of indium particles. J Appl Phys 2005, 98: 053510. 10.1063/1.2033151
Lee YY, Ho WJ, Liu JJ, Lin CH: Light-trapping performance of silicon thin-film plasmonics solar cells based on indium nanoparticles and various TiO2 layer thickness. J J Appl Phys 2014, 53: 06JE11. 10.7567/JJAP.53.06JE11