等离激元共振增强多晶硅薄膜太阳电池性能研究
DOI:
作者:
作者单位:

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金项目(61474009,61575029);?辽宁省教育厅科学研究项目(LZ2016002);?渤海大学博士启动项目;


Study on Tunable LightTrapping for Polycrystalline Silicon Thin Film Solar Cells Based on Localized Surface Plasmons Resonance
Author:
Affiliation:

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    采用磁控溅射方法,在多晶硅薄膜太阳电池表面沉积了不同粒径大小的Au纳米粒子,利用粒径大小可调控的Au纳米粒子的局域表面等离激元共振增强效应(LSPR),对入射光中的可见光区域实现"光俘获";采用UV-vis吸收光谱对LSPR进行了研究,结果表明,LSPR能够有效拓展Au纳米粒子的光谱响应范围(400~800nm),并且,随着Au纳米粒子粒径的增大,LSPR共振吸收峰呈现出明显"红移";同时,通过SERS表征,证实LSPR能够有效增强Au纳米粒子周围的局域电磁场强度;最后,多晶硅太阳电池的J-V特性曲线表明,当Au纳米粒子溅射时间为50s时,多晶硅太阳电池光电转换效率(η)最高为14.8%,比未修饰Au纳米粒子的电池η提高了42.3%。

    Abstract:

    The lighttrapping was studied by using Au nanoparticles (NPs) to create localized surface plasmons resonance (LSPR) effect on the surface of polycrystalline silicon thin film solar cells (PSTFSC). The random arrays of selfassembled Au NPs were decorated onto the surface of PSTFSCs with the aid of magnetron sputtering. By modulating the magnetron sputtering time for the Au film thickness, the size of Au NPs can be manipulated. The UVvis absorption spectra show that the photoresponse of asprepared samples is extended from 400 to 800nm, which is ascribed to the excitation of LSPR. Furthermore, a distinct redshift of LSPR absorption peak with the increase of Au NPs size was observed. Meanwhile, the local electromagnetic (EM) field efficiency enhancement is shown to be caused by plasmonically enhanced noble metalNPs, which was confirmed by surfaceenhanced Raman spectroscopy (SERS). Moreover, a significant photoelectric conversion efficiency (PCE) of 14.8% for PSTFSC decorated with Au NPs sputtering time of 50s is obtained compared with that of 10.4% for the pristine PSTFSC, which is shown by the current densityvoltage (JV) characteristics measurement.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2017-11-20
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2018-07-02
  • 出版日期:

漂浮通知

①《半导体光电》新近入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版),这是本刊自1992年以来连续第10次被《中文核心期刊要目总览》收录。
②目前,《半导体光电》已入编四个最新版高质量科技期刊分级目录,它们分别是中国电子学会《电子技术、通信技术领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国图象图形学学会《图像图形领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国电工技术学会《电气工程领域高质量科技期刊分级目录》(T3)和中国照明学会《照明领域高质量科技期刊分级目录》(T2)。
③关于用户登录弱密码必须强制调整的说明
④《半导体光电》微信公众号“半导体光电期刊”已开通,欢迎关注