基于級(jí)聯(lián)金屬光柵結(jié)構(gòu)的有機(jī)太陽能電池寬譜吸收增強(qiáng)
摘要：為拓寬活性材料對(duì)太陽光譜的吸收范圍,實(shí)現(xiàn)器件的寬譜吸收增強(qiáng),本文提出一種基于光柵結(jié)構(gòu)的新型有機(jī)太陽能電池器件,該器件在一個(gè)周期內(nèi)引入不同占空比的光柵來構(gòu)成級(jí)聯(lián)光柵。本文采用時(shí)域有限差分法從理論上研究了級(jí)聯(lián)光柵結(jié)構(gòu)對(duì)器件吸收性能的影響,結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)可激發(fā)多個(gè)表面等離激元諧振,這些不同波長下的諧振模式可以在吸收光譜中同時(shí)存在,從而實(shí)現(xiàn)寬譜吸收增強(qiáng)?？紤]太陽光譜的影響,在TM和TM/TE混合偏振模式下,活性材料的整體吸收效率從等效平板結(jié)構(gòu)的23.9%分別提高到54.2%和36.4%,分別增強(qiáng)126.8%和52.3%,且基于該級(jí)聯(lián)光柵結(jié)構(gòu)的太陽能電池器件可實(shí)現(xiàn)在0到65度入射角范圍內(nèi)的廣角吸收。此外,在TM偏振模式下,該器件的吸收性能對(duì)光柵參數(shù)微小誤差變化的敏感性較低,適用于實(shí)際納米器件的制備。這項(xiàng)工作的理論結(jié)果有助于納米金屬光柵在有機(jī)太陽能電池中的應(yīng)用提供新的理論指導(dǎo)。
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光電子激光雜志
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