Plasmonic metal nanocubes for broadband light absorption enhancement in thin-film a-Si solar cells
Notice bibliographique
Résumé
The behaviour of plasmonic metal nanoparticles (MNPs) placed in contact with a thin dielectric film on a high refractive index substrate is examined through finite-difference time domain simulations. The optical properties of this configuration are studied in the context of light trapping for thin-film amorphous silicon (a-Si) solar cells. We explore several different MNP configurations including both silver (Ag) and aluminium (Al) nanocubes along with traditional Ag nanospheres for reference. We demonstrate a large increase in the fraction of light coupled into the substrate (Fsubs), and consequently in the absorbed power, by spacing nanocubes away from the substrate. Further study concluded that blue-shifting the plasmonic resonances significantly reduced parasitic absorption in the visible spectrum and increased forward scattering by the MNPs. Transitioning to Al MNPs facilitated a large blue-shift in the plasmonic resonances allowing broadband enhancement in light absorption. For wavelengths less than the band-gap of a-Si, combining the effects of Al nanocubes on a 20 nm SiO2 spacer layer with a 25% surface coverage resulted in a 13.8% increase in solar power absorption over cells with optimally designed Ag nanocube and nanosphere arrays, and a 38.9% enhancement over a MNP free reference cell.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
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