Synergistic plasmonic and photonic crystal light-trapping: Architectures for optical up-conversion in thin-film solar cells
Notice bibliographique
Résumé
We demonstrate, numerically, that with a 60 nanometer layer of optical up-conversion material, embedded with plasmonic core-shell nano-rings and placed below a sub-micron silicon conical-pore photonic crystal it is possible to absorb sunlight well above the Lambertian limit in the 300-1100 nm range. With as little as 500 nm, equivalent bulk thickness of silicon, the maximum achievable photo-current density (MAPD) is about 36 mA/cm2, using above-bandgap sunlight. This MAPD increases to about 38 mA/cm2 for one micron of silicon. Our architecture also provides solar intensity enhancement by a factor of at least 1400 at the sub-bandgap wavelength of 1500 nm, due to plasmonic and photonic crystal resonances, enabling a further boost of photo-current density from up-conversion of sub-bandgap sunlight. With an external solar concentrator, providing 100 suns, light intensities sufficient for significant nonlinear up-conversion can be realized. Two-photon absorption of sub-bandgap sunlight is further enhanced by the large electromagnetic density of states in the photonic crystal at the re-emission wavelength near 750 nm. It is suggested that this synergy of plasmonic and photonic crystal resonances can lead to unprecedented power conversion efficiency in ultra-thin-film silicon solar cells.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».