بررسی اثر نانوهرم‌های پلاسمونیکی نقره بر جذب نوری سلول‌های فوتوولتائیک آلی پلاسمونیکی

نوع مقاله: ویژه نامه

نویسندگان

1 دانشگاه شهید چمران

2 عضو هیات علمی

3 فارغ التحصیل از دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

در این کار ارتقاء جذب نوری سلول‌های خورشیدی آلی P3HT:PCBM با حضور نانوهرم‌های نقره به روش تفاضل محدود در حوزه زمان(FDTD) مورد بررسی قرار گرفته است. طول قاعدۀ نانوهرم‌ها از 40 تا 160 نانومتر تغییر داده شد. نتایج نشان می‌دهد که نانوهرم‌هایی با طول ضلع قائدۀ 100 نانومتر، مودهای پلاسمون پلاریتون سطحی و پراکندگی به طورموثری پراکنده می‌شوند و می‌توانند به طور قابل توجهی در ارتقاء خواص نوری والکتریکی سلول خورشیدی شرکت داشته باشند. میدان در لایۀ جاذب را افزایش می‌دهند و به طور موثری منجر به افزایش جذب در سلول خورشیدی ارگانیک می‌شوند. به دلیل متمرکز بهتر نور در لایۀ جاذب توسط نانوهرم های مدفون زیر لایۀ ITO، این طراحی تاثیر بهتری در خواص نوری و الکتریکی سلول دارد. نتایج نشان می دهند که با افزایش طول قاعدۀ نانوهرم‌ها تا 100 نانومتر، بزرگترین جریان اتصال کوتاه به-وجود می‌آید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The influence of silver nanopyramids on the optical absorption in the plasmonic organic photovoltaic cells

نویسندگان [English]

  • Mehdi Heydari 1
  • Mohammad Sabaeian 2
  • Narges Ajamgard 3
2 Academic member of Shahid Chamran University of Ahvaz
3 Graduated from Shahid Chamran University of ahvaz
چکیده [English]

In this work, the optical absorption enhancement of the organic (P3HT:PCBM) solar cells in the
presence of silver nanopyramids was investigated with a finite-difference time-domain method. The nanopyramids’ base lengths were changed from 40 to 160 nm. The results show for nanopyramids with a base length of 100 nm, the surface plasmon polariton as well as the effective forward scattering modes are excited effectively, which significantly contribute in enhancement of optical and electrical properties of organic solar cells. Due to the better light concentration in the absorption layer by nanopyramids, which are located under the ITO layer, this design is showed to be more influential in increasing the optical and electrical properties of the cells. The results show that for nanopyramids with a base length of 100 nm, the highest short-circuit current density enhancement are achieved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • organic photovoltaic cells
  • Nanopyramid
  • FDTD
  • Plasmonics