基于金属纳米球等离增强的高效钙钛矿/硅电池设计

• 作者: 赵颂 周华 王淑英 韩非 蒋斯涵 沈向前
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 金属纳米结构 光学特性 等离子体激元 叠层电池
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域|INTERDISCIPLINARY PHYSICS AND RELATED AREAS OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
• 页码范围: 324-330
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20211585

摘要

以钙钛矿为顶、晶硅为底的钙钛矿/硅叠层电池可以提高太阳光谱的利用率,突破单结电池中的肖克利极限(SQ极限),是实现更高光电转换效率的有效途径之一.如何降低光子在电池表面和界面的传输损失,最大化响应层的吸收效率是其中的关键.本文通过时域有限差分法和严格耦合波分析,系统研究了不同种类金属纳米球对钙钛矿/硅叠层电池的光谱响应和能量转换效率的增强机制.结果表明,由于表面电子云对光波的共振增强,金属纳米结构的引入显著提升了光子进入到电池响应层的透射率,电池总的吸收光谱和量子响应效率因而得到明显提升.对于最优的Al纳米球,观察到的加权平均透射率从73.16％提升到79.15％,电池能量转换效率从23.09％提高到24.97％,效率相对提高了8.14％.