مقالة منهجية

دمج ضوء الاصطياد الفضة النانوية في مهدرج الجريزوفولفين سيليكون الخلايا الشمسية عن طريق التحويل الطباعة

DOI:

10.3791/53276

⸱

نوفمبر 9, 2015

 ,  ,  ,  , 
1Renewable Energy Research Center, Fukushima Renewable Energy Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Koriyama, Fukushima, Japan, 2Research Center for Photovoltaic Technologies, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Tsukuba, Ibaraki, Japan

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
< p class = 'jove_content'> تم وصف منهجية قابلة للتطبيق قائمة على الطباعة المنقولة لإدخال الهياكل النانوية المعدنية البلازمونية في الخلايا الشمسية. باستخدام طوابع بولي بولي (ثنائي ميثيل سيلوكسان) النانوية ، تم دمج مصفوفة الأقراص النانوية المطلوبة القائمة على Ag مع الخلايا الشمسية Si القياسية المهدرجة ، مما أدى إلى تحسين أداء الجهاز بسبب محاصرة الضوء البلازموني.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أحد التطبيقات المحتملة للهياكل النانوية المعدنية هو محاصرة الضوء في الخلايا الشمسية ، حيث تلعب الخصائص البصرية الفريدة للمعادن النانوية ، والمعروفة باسم التأثيرات البلازمونية ، دورا مهما. ومع ذلك ، فقد تم إعاقة البحث في هذا المجال بسبب صعوبة تصنيع الأجهزة التي تحتوي على الهياكل النانوية المعدنية الوظيفية المرغوبة. من أجل توفير استراتيجية قابلة للتطبيق لهذه المشكلة ، نعرض هنا نهجا قائما على طباعة النقل يسمح بالتكامل السريع والمنخفض التكلفة للهياكل النانوية المعدنية المصممة مع مجموعة متنوعة من بنى الأجهزة ، بما في ذلك الخلايا الشمسية. تم تصنيع طوابع بولي النانو (ثنائي ميثيل سيلوكسان) (PDMS) من فيلم بلاستيكي نانو هول متاح تجاريا كقالب رئيسي. على طوابع PDMS ذات النمط النانوي ، تم ترسيب أغشية Ag ، والتي تم نقلها بعد ذلك طباعتها على سطح Si المهدرج المطلي بالبوليمر المشترك (طبقة الملزمة) لتحمل هياكل الأقراص النانوية Ag المطلوبة. تم التأكيد على أن الخلايا الشمسية μc-Si: H الناتجة عن القرص النانوي Ag تظهر أداء أعلى مقارنة بالخلية التي لا تحتوي على أقراص Ag النانوية المطبوعة بالنقل ، وذلك بفضل تأثير محاصرة الضوء البلازموني المشتق من الأقراص النانوية Ag. نظرا للبساطة والتنوع ، سيكون من الممكن أيضا تطبيق المزيد من الأجهزة عبر هذا النهج.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد كان هناك طلب منذ فترة طويلة لتطبيق النانو وظيفية في مجموعة واسعة من المجال التكنولوجي. واحدة من التوقعات لهذا الاتجاه هو فتح التصميم الجديد للأبنية الجهاز مما يؤدي إلى تحسين الأداء أو مبتكرة. في مجال الخلايا الشمسية، على سبيل المثال، استخدام النانو المعدنية تم التنقيب بنشاط لما لها من فضول الضوئية (أي plasmonic) خصائص (1)، يحتمل أن تكون مفيدة لبناء أنظمة ضوء محاصرة فعالة. 2،3 الدراسات والواقع أن بعض النظرية 4 -6 وقد اقترح أن مثل هذا الضوء محاصرة plasmonic يمكن تحقيق نتائج تتجاوز البصريات الأشعة التقليدية (التركيب) المستندة إلى حد محاصرة ضوء 7 ونتيجة لذلك، ووضع استراتيجيات لدمج النانو المعدنية المطلوبة مع الخلايا الشمسية أصبحت ذات أهمية متزايدة من أجل تحقيق هذه التنبؤات النظرية.

وهناك عدد من الاستراتيجيات التياقترحت لمواجهة هذا التحدي. 8-24 هذه تشمل، على سبيل المثال، بسيطة (منخفضة التكلفة) الصلب الحرارية الأفلام المعدنية 8،9 أو تشتت الجسيمات النانوية المعدنية المركبة مسبقا، 10،11 كلاهما أسفرت المظاهرات الناجحة ل plasmonic ضوء محاصرة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن النانو المعدنية المصنعة من قبل هذه الأساليب عادة ما تكون صعبة لمطابقة للنماذج النظرية. في المقابل، فإن التقنيات nanofabrication التقليدية في صناعات أشباه الموصلات، مثل ضوئيه وشعاع الالكترون الطباعة الحجرية، 12،13 يمكن السيطرة على هياكل أقل بكثير من مستوى نانومتر الفرعية 100، ولكن أنها غالبا ما تكون مكلفة للغاية وتستغرق وقتا طويلا لتطبيقها على الخلايا الشمسية، حيث القدرة على مساحة كبيرة مع انخفاض التكلفة ضرورية. من أجل تحقيق منخفضة التكلفة، عالية الإنتاجية، ومتطلبات مساحة كبيرة مع النانو التحكم، وأساليب مثل الطباعة الحجرية nanoimprint، 14-16 الطباعة الحجرية الناعمة، 17،18 الطباعة الحجرية nanosphere، 19-21 وثقب قناع الغروية الطباعة الحجرية 22-24 سيكون واعدا. ومن بين هذه الخيارات، قمنا بتطوير الحجرية الناعمة، متقدمة تقنية الطباعة نقل 25 عن طريق بولي ذات البنية النانومترية (dimethylsiloxane) (PDMS) الطوابع وطبقات لاصقة على أساس كوبوليمر كتلة، الزخرفة النانو المعدنية أمر يمكن تحقيقه بسهولة على عدد من الناحية التكنولوجية المواد ذات الصلة، بما في ذلك تلك الخلايا الشمسية.

محور هذه المقالة لوصف الإجراءات المفصلة لنهجنا الطباعة نقل لدمج ضوء محاصرة النانو plasmonic فعالة في هياكل الخلايا الشمسية الحالية. كحالة برهانية، nanodisks حج والأغشية الرقيقة المهدرجة الجريزوفولفين سي (μc سي: H) وقد تم اختيار الخلايا الشمسية في هذه الدراسة (الشكل 1)، 26 على الرغم من أن أنواع أخرى من المعادن والخلايا الشمسية متوافقة مع هذا النهج. جنبا إلى جنب مع عملية لهاالبساطة، فإن نهج تكون ذات فائدة للباحثين متنوعة مثل أداة قوية لدمج النانو المعدنية وظيفي مع الأجهزة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. إعداد PDMS طوابع

  1. تعيين قالب nanohole (سيكلو nanoimprinted البوليمر الأوليفين فيلم من البلاستيك، الحجم: 50 ملم × 50 ملم) في تترافلوروإيثيلين (PTFE) حاوية.
  2. تزن vinylmethylsiloxane dimethylsiloxane البوليمرات (0.76 جم للمم قالب 50 ملم × 50) في زجاجة يمكن التخلص منها ومزجها مع مجمع PT-divinyltetramethyldisiloxane (6 ميكرولتر، وذلك باستخدام ماصة الرقمية الصغيرة مع طرف البولي بروبلين المتاح) و2،4، 6،8-tetramethyltetra-vinylcyclotetrasiloxane (24 ميكرولتر، وذلك باستخدام ماصة الصغرى الرقمية مع طرف البولي بروبلين المتاح).
  3. إضافة methylhydrosiloxane dimethylsiloxane البوليمرات (0.24 مل، وذلك باستخدام ماصة الصغرى الرقمية مع طرف البولي بروبلين المتاح) في زجاجة ومزجها بسرعة باستخدام ماصة الزجاج القابل للتصرف. بعد تفجير سطح قالب المنصوص عليها في حاوية PTFE التي كتبها N 2، صب الخليط الناتج ("من الصعب" PDMS prepolymer) على قالب وتبدأ تدور معطفجي في 1000 دورة في الدقيقة لمدة 40 ثانية لتحقيق سمك طبقة من ~ 40 ميكرون.
  4. ضع عينة المغلفة تدور في غرفة الساخنة محمى على حرارة 65 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة لفترة وجيزة عبر الارتباط في PDMS الصعبة.
  5. أثناء التسخين، تزن السيليكون (6 ز) ومزجها مع محفز (0.6 غرام) في زجاجة يمكن التخلص منها. ضع زجاجة في مجفف فراغ وتطبيق فراغ (~ 133 باسكال) لمدة 15 دقيقة لإزالة الهواء المحبوس في خليط سيليكون ("لينة" PDMS prepolymer).
  6. إخراج القالب وناعمة PDMS prepolymer من غرفة التدفئة وفراغ مجفف، على التوالي، وسرعان ما صب PDMS الناعمة prepolymer على القالب ساخنة. سمك طبقة PDMS الناعمة هو ~ 3 مم.
  7. ضع عينة مما أدى إلى فراغ مجفف مرة أخرى لمزيد من التفريغ في ~ 133 باسكال على الأقل لمدة 1 ساعة.
  8. نقل العينة نزع الغاز إلى غرفة التدفئة وتسخين تبدأ تدريجيا تصل إلى 80 درجة مئوية (معدل التسخين ~ 3 ° C / دقيقة). الحفاظ على هذه الدرجة لمدة 5 ساعةلعبور الارتباط في PDMS المادية وغير المادية تماما.
  9. بعد تبريد العينة وصولا الى RT، تقشر ختم PDMS بعناية من العفن. إعادة استخدام القالب لإعداد الطوابع الثانية (أو أكثر)، إذا لزم الأمر. ملاحظة: نفس القالب يمكن استخدام خمس مرات على الأقل دون تدهور نوعية الطوابع.
  10. قطع الناتجة الطابع nanopillar (مزدوج الطبقات الثابت / لينة PDMS المركبة) 27 إلى قطع من أحجام المطلوب (عادة 7 ملم × 7 ملم للخلايا الشمسية لدينا) باستخدام سكين وتخزينها تحت الهواء حتى الاستخدام.

2. إعداد كتلة كوبوليمر حلول

  1. وزن مسحوق من كتلة polystyrene- -poly-2-vinylpyridine (ملحوظة: ب -P2VP) في زجاجة ومزجها مع س -xylene في نسبة 3 ملغ / مل (ملحوظة: ب -P2VP / س -xylene) .
  2. يحرك الخليط باستخدام شريط التحريك المغناطيسي المغلفة PTFE عند 70 درجة مئوية لمدة 1 ساعة.
  3. يبقي الحل مما أدى لأكثر من 24 ساعة عند RT دون ضجةعصابة لاستكمال تشكيل المذيلات الذاتي تجميعها. ختم بإحكام الحل وتخزينها في ظل الظروف المحيطة. ملاحظة: نوعية الحل لم تتغير حتى بعد سنة واحدة التحضير.

3. إعداد μ سي سي: H ركائز

  1. نظارات غسل مغطاة سنو 2: F (دلالة على الزجاج / سنو 2: F، الآخرة) مع H 2 O (500 مل)، والمنظفات (500 مل)، وH 2 O (500 مل) في RT استخدام حمام بالموجات فوق الصوتية (15 دقيقة لكل منهما). تجفيفها التي تهب N 2.
  2. تحميل الزجاج تنظيف / سنو 2: ركائز F في حامل الركيزة وديعة أكسيد الزنك: جا (20 نانومتر) باستخدام الحالي (DC) النظام الاخرق المباشر للشروط المحددة في الجدول 2.
  3. تحميل الزجاج / سنو 2: F / أكسيد الزنك: ركائز جا في آخر حامل الركيزة وμ إيداع سي سي: H ص (10 نانومتر)، ط (500 نانومتر)، و n (40 نانومتر) طبقات باستخدام مادة كيميائية محسنة البلازما vapoترسب ص (PECVD) نظام للشروط المحددة في الجدول 2.
  4. تخزين الناتج μ سي سي: H (زجاج / سنو 2: F / أكسيد الزنك: جا / μ سي سي: H ص - ط - ن) ركائز تحت فراغ أو N 2 حتى خطوة الطباعة نقل.

4. حج طلاء من PDMS طوابع

  1. غسل الطوابع PDMS (المعد في الخطوة 1) مع ETOH (30 مل) باستخدام حمام بالموجات فوق الصوتية لمدة 15 دقيقة والجافة التي تهب N 2.
  2. تحميل PDMS الطوابع تنظيفها على صاحب العينة باستخدام الوجهين شريط لاصق وإيداع فيلم حج (10-80 نانومتر) باستخدام شعاع الالكترون (EB) نظام التبخر مع الشروط التالية: معدل الترسيب = 5-10 Å / ثانية، والضغط = ~ 1.5 × 10 -4 باسكال.
  3. اخراج الطوابع حج المغلفة من نظام تبخر EB واستخدامها على الفور في خطوة نقل الطباعة التالية.

5. نقل طباعة حج Nanodisks على Thin-فيلم سي السطوح

  1. اخراج فيلم رقيقة سي ركائز المخزنة تحت فراغ أو N 2 وتدور معطف مع الحل ملحوظة: ب -P2VP (0.3 مل لمدة 50 ملم × 50 ملم العينة، وذلك باستخدام ماصة الصغرى الرقمية مع طرف البولي بروبلين المتاح) في 5000 دورة في الدقيقة لمدة 40 ثانية.
  2. الرطب السطح المطلي -P2VP-ملحوظة: ب مع ETOH باستخدام ماصة الصغرى الرقمية (5 ميكرون منطقة / خلية) وتطبيق PDMS حج المغلفة ختم بهدوء على سطح-ETOH الرطب. لا تضغط على الطوابع.
  3. ضع الأغشية الرقيقة سي الركيزة بختم في فراغ الغرفة وتطبيق فراغ (~ 133 باسكال).
  4. بعد 5 دقائق، وملء فراغ الغرفة مع الهواء وإخراج الأغشية الرقيقة سي الركيزة.
  5. إزالة ختم من الأغشية الرقيقة سي الركيزة عن طريق الضغط على الجانب كل من الطوابع مع ملاقط لنقل الطباعة nanodisks حج. ملاحظة: إذا نجحت، وأثر لختم مرئيا كبقعة مخضر.
  6. شطف المطبوعة نقل الأغشية الرقيقة سي الركيزة مع استمرار تدفق إتOH لمدة 15 ثانية (~ 30 مل) والجافة التي تهب N 2.
  7. إزالة طلاء PS-ب-P2VP باستخدام نظام البلازما هارون.
    1. ضع الأغشية الرقيقة سي الركيزة المطبوعة نقل في غرفة عملية للنظام البلازما هارون.
    2. ضخ الهواء في غرفة عملية ل~ 5 دقائق (الضغط ~ 20 باسكال).
    3. فتح صمام خط الغاز هارون وضبط معدل تدفق إلى 4 SCCM يدويا. انتظر ~ 5 دقائق لتحقيق الاستقرار في الضغط إلى 40 باسكال.
    4. توليد عار البلازما ل 108 ثانية.
    5. إغلاق صمام خط الغاز هارون، ووقف الضخ، وملء الهواء في غرفة عملية لإخراج تنظيفها البلازما، الأغشية الرقيقة المطبوعة نقل سي ركائز.

6. الانتهاء من الأغشية الرقيقة سي الشمسية تصنيع خلية

  1. إرفاق أقنعة المعادن إلى الأغشية الرقيقة المطبوعة نقل سي ركائز بعد العلاج البلازما هارون باستخدام الأشرطة بوليميد.
  2. تحميل ركائز ملثمين في حامل الركيزة نظام وdeposi الاخرق DCر أكسيد الزنك: جا (100 نانومتر)، حج (250 نانومتر)، وأكسيد الزنك: جا (40 نانومتر) بالتتابع مع ​​الشروط المحددة في الجدول 2.
  3. فصل الأقنعة معدنية من ركائز وإزالة ملثمين الأغشية الرقيقة سي طبقات (أي المنطقة التي أكسيد الزنك: لم تودع جا وAG) باستخدام نظام رد الفعل ايون النقش (ري).
    1. وضع العينات في غرفة عملية للنظام ري.
    2. ضخ الهواء في غرفة العملية التالية تعليمات الشركة الصانعة.
    3. تهيئة الظروف العملية على النحو التالي بعد تعليمات الشركة المصنعة: SF 6 / O 2 معدل التدفق = 100/20 SCCM ضغط = 20 باسكال، قوة 100 واط، والوقت = 1 دقيقة و 20 ثانية.
    4. فتح خطوط SF 6 و O 2 الغاز واستقرار الضغط، وتوليد البلازما.
    5. إغلاق صمام خط SF 6 و O 2 الغاز، ووقف الضخ، وملء N 2 في غرفة عملية لإخراج العينات.
  4. وضععينات في غرفة فراغ الصلب وتبدأ التسخين تدريجيا إلى 175 درجة مئوية تحت فراغ (~ 133 باسكال). الحفاظ على هذه الدرجة لمدة 2 ساعة، ثم يترك ليبرد لRT. ملء الهواء في غرفة وإخراج العينات، التي الآن يمكن أن تسمى الخلايا.
  5. سبائك القصدير والزنك استنادا-جندى على القطب الأمامي الشفاف (زجاج / سنو 2: F / أكسيد الزنك: غا، الجزء الظاهر من العلاج ري) باستخدام جهاز لحام بالموجات فوق الصوتية.

7. قياس كفاءة الكم الخارجية (EQE)

  1. إرفاق قناع خفيفة التدريع إلى خلية ملفقة باستخدام الشريط بوليميد وضبط خلية ملثمين في حامل الخلية. ربط تحقيقات لملحوم القطب الجبهة (+) والعودة حج / أكسيد الزنك: جا القطب (-).
  2. قياس EQE الأطياف باستخدام نظام قياس EQE التالية تعليمات الشركة الصانعة مع مجموعة الطول الموجي وخطوة من 300-1،100 نانومتر و 5 نانومتر، على التوالي.

8. قياس الضوئية الحالية الجهد (JV) حرفوالإمداد

  1. معايرة شدة الضوء من نظام قياس الخصائص JV باستخدام الخلايا إشارة سي غير متبلور.
    1. تعيين سي الخلية إشارة غير متبلور لحامل خلية من نظام قياس الخصائص JV، وإلقاء الضوء على الضوء.
    2. قراءة photogenerated الحالية باستخدام رقمي متعدد متر مجهزة في نظام القياس خصائص JV. ضبط شدة الضوء حتى يظهر التيار photogenerated القيمة الصحيحة للخلية المرجعية (8.34 مللي أمبير / سم 2).
  2. إرفاق قناع خفيفة التدريع إلى خلية وضبط خلية ملثمين في حامل الخلية. ربط تحقيقات لملحوم القطب الجبهة (+) والعودة حج / أكسيد الزنك: جا القطب (-).
  3. تسليط الضوء على ضوء معايرة (100 ميغاواط / سم 2، 1 الشمس) على الخلية وقياس التيارات photogenerated باستخدام نظام قياس الخصائص JV التالية تعليمات الشركة الصانعة مع خطوة الجهد من 0.02 V.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويبين الشكل 2 العملية العامة لطباعة نقل nanodisks حج على سطح μc سي: H (ن طبقة). لفترة وجيزة، وهو فيلم حج (سمك: 10-80 نانومتر) وتودع أول مرة على سطح طابع nanopillar PDMS بواسطة شعاع الالكترون التبخر. في موازاة ذلك، وهو ملحوظة: ب حل -P2VP غير المغلفة تدور على سطح الطازجة μc سي: ن طبقة H. بعد ذلك، يتم وضع قطرات من ETOH على ملحوظة: ب المغلفة -P2VP السطح، ويتم وضع PDMS ختم حج المودعة على-ETOH الرطب ملحوظة: ب سطح -P2VP. لا ال...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه المقالة، كان يعمل مزدوج الطبقات الصلبة / PDMS الناعمة المركب كمواد الطوابع. تم العثور على 27 وهذا المزيج على أنها ضرورية لتكرار بالضبط البنية النانوية الأم في القالب، الذي كان مجموعة جولة حفرة سداسي قريبة معبأة قطرها من 230 نانومتر، وعمق 500 نانومتر، وثقب مركز إلى مركز تباعد من 460 نانومتر. عندما استخدمت PDMS الغازية فقط، وختم أدى دائما في سطح سيئة النانوية (على سبيل المثال، لا حافة حادة في بنية عمود مقلوب) نتيجة لانخفاض معامل يونغ (28)؛ وبالتالي، كان ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يشكر المؤلفون منظمة تنمية الطاقة والتكنولوجيا الصناعية الجديدة (NEDO) التابعة لوزارة الاقتصاد والتجارة والصناعة (METI) ، اليابان ، على الدعم المالي.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة الاسم الشركة رقم فهرسي التعليقات < td colspan = "4" > مواد PDMS الصلبة غرفة مخصص

قالب الثقبالنانوي < href = "http://www.scivax.com" > Scivax < / a >FLH230 / 500-120
حاوية PTFEEishin < / a >n / aمخصص صنع
فينيل ميثيل سيلوكسان ثنائي ميثيل سيلوكسان كوبوليمر< href = "http://www.gelest.com/gelest/forms/ الصفحة الرئيسية/home.aspx">GelestVDT-731
  مركب Pt-divinyltetramethyldisiloxaneGelest< / a>SIP6831.1
Methylhydrosiloxane-dimethylsiloxane copolymerGelest< / a>HMS-301
2،4،6،8-tetramethyltetra-vinylcyclotetrasiloxaneSigma-Aldrich< / a>396281مادة مضافة لمواد PDMS الصلبة
Dow Corning< / a>Sylgard-184سلائف السيليكون
PS-b-P2VPمصدر البوليمر< / a>P5742-S2VPMn & times; 103< / sup> = 133-b-132
Glass / SnO2< / sub>: ركائزFAsahi Glass Co. Ltd.< / a>Type VUChemical Mechanical مصقول بواسطة D-process Inc. (http://d-process.jp/index.html) لتسطيح الأسطح
DetergentFruuchi Chemical Co.
http://www.furuchi.co.jp/eng/main.htm		Semico-clean 56تستخدم لتنظيف الزجاج / SnO2< / sub>: F ركائز
ZnO: هدف دعمGa AGC Ceramics Co. Ltd.< / a>5.7GZO
Ag دعم الهدفMitsubishi Materials Co.< / a>4NAg
شريط لاصق على الوجهينNisshin EM Co.< / a>732
شريط بوليميدDupont< / a>Kapton 650S # 25
Sn-Zn القائم على اللحامKuroda Techno Co., Ltd.< / a>Cerasolzer AL-200
ماصة رقميةصغيرة Nichiryo< / a>00-NPX2-20
00-NPX2-200
00-NPX2-1000
التسخينTokyo Rikakikai Co., Ltd.< / a>VOS-201SD
مبخر شعاع الإلكترون< href = "https://www.canon-anelva.co.jp/english/index.html" >Canon-Anelva < / a>n / aمبخر
شعاع إلكتروني< href = "http://arios.com/" >Arios< / a>n / aمخصص صنع
نظام الاخرقUlvac < / a>SBR-2306
نظام PECVDShimadzu Emit Co. Ltd.< / a>SLCM-13
Ar نظام البلازما< href = "http://www.plasma.de/index.html" > Diner Electric Gmbh < / a >Femto
نظام RIESamco Inc.< / a>RIE-10NR
جهاز لحام بالموجات فوق الصوتيةColby-Eishin Enterprises، Inc.< / a>SUNBONDER
EQE <a href = "http://www.bunkoukeiki.co.jp/" >Bunkoukeiki Co. Ltd.< / a>نظام قياس الخصائص CEP-25BXS
J-V Bunkoukeiki Co. Ltd.< / a>OTENTOSUN-5S-I / V
خلية مرجعية Si غير متبلورة Bunkoukeiki Co. Ltd.< / a>WPVS-NPB-S1لمعايرة شدة الضوء
عدادرقمي متعددKeithley Instruments Inc.< / a>2400

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Murray, W. A., Barns, W. L. Plasmonic Materials. Adv. Mater. 19, 3771-3782 (2007).
  2. Atwater, H. A., Polman, A. Plasmonics for improved photovoltaic devices. Nat. Mater. 9, 205-213 (2010).
  3. Green, M. A., Pillai, S. Harnessing plasmonics for solar cells. Nat. Photon. 6, 130-132 (2012).
  4. Yu, Z., Raman, A., Fan, S. Fundamental limit of nanophotonic light trapping in solar cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 17491-17496 (2010).
  5. Callahan, D. M., Munday, J. N., Atwater, H. A. Solar Cell Light Trapping beyond the Ray Optic Limit. Nano Lett. 12, 214-218 (2012).
  6. Biswas, R., Xu, C. Photonic and plasmonic crystal based enhancement of solar cells — Theory of overcoming the Lambertian limit. J. Non-Cryst. Solids. 358, 2289-2294 (2012).
  7. Yablonovitch, E. Statistical ray optics. J. Opt. Soc. Am. 72, 899-907 (1982).
  8. Chantana, J., et al. Localized surface plasmon enhanced microcrystalline silicon solar cells. J. Non-Cryst. Solids. 358, 2319-2323 (2012).
  9. Tan, H., Santbergen, R., Smets, A. H. M., Zeman, M. Plasmonic Light Trapping in Thin-film Silicon Solar Cells with Improved Self-Assembled Silver Nanoparticles. Nano Lett. 12, 4070-4076 (2012).
  10. Mizuno, H., Sai, H., Matsubara, K., Kondo, M. Light Trapping by Ag Nanoparticles Chemically Assembled inside Thin-Film Hydrogenated Microcrystalline Si Solar Cells. Jpn. J. Appl. Phys. 51, 042302-1-4(2012).
  11. Chen, X., et al. Broadband Enhancement in Thin-Film Amorphous Silicon Solar Cells Enabled by Nucleated Silver Nanoparticles. Nano Lett. 12, 2187-2192 (2012).
  12. Spinelli, P., et al. Optical Impedance Matching Using Coupled Plasmonic Nanoparticle Arrays. Nano Lett. 11, 1760-1765 (2011).
  13. Temple, T. L., Bagnall, D. M. Optical properties of gold and aluminium nanoparticles for silicon solar cell applications. J Appl. Phys. 109, 084343-1-13(2011).
  14. Ferry, V. E., et al. Optimized Spatial Correlations for Broadband Light Trapping Nanopatterns in High Efficiency Ultrathin Film a-Si:H Solar Cells. Nano Lett. 11, 4239-4245 (2011).
  15. Paetzold, U. W., et al. Plasmonic reflection grating back contacts for microcrystalline silicon solar cells. Appl. Phys. Lett. 99, 181105-1-3(2011).
  16. Chou, S. Y., Krauss, P. R., Renstrom, P. J. Nanoimprint Lithography. J. Vac. Sci. Technol. B. 14, 4129-4133 (1996).
  17. Na, S. -I., et al. Efficient Polymer Solar Cells with Surface Relief Gratings Fabricated by Simple Soft Lithography. Adv. Funct. Mater. 18, 3956-3963 (2008).
  18. Xia, Y., Whitesides, G. M. Soft Lithography. Angew. Chem. Int. Ed. 37, 550-575 (1998).
  19. Battaglia, C., et al. Light Trapping in Solar Cells: Can Periodic Beat Random. ACS Nano. 6, 2790-2797 (2012).
  20. Hsu, C. -M., et al. High-Efficiency Amorphous Silicon Solar Cell on a Periodic Nanocone BackReflector. Adv. Energy Mater. 2, 628-633 (2012).
  21. Hulteen, J. C., Van Duyne, R. P. Nanosphere lithography: A materials general fabrication process for periodic particle array surfaces. J. Vac. Sci. Technol. A. 13, 1553-1558 (1995).
  22. Daif, O. E., et al. Front side plasmonic effect on thin silicon epitaxial solar cells. Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 104, 58-63 (2012).
  23. Niesen, B., et al. Plasmonic Efficiency Enhancement of High Performance Organic Solar Cells with a Nanostructured Rear Electrode. Adv. Energy Mater. 3, 145-150 (2013).
  24. Fredriksson, H., et al. Hole-Mask Colloidal Lithography. Adv. Mater. 19, 4297-4302 (2007).
  25. Mizuno, H., Kaneko, T., Sakata, I., Matsubara, K. Capturing by self-assembled block copolymer thin films: transfer printing of metal nanostructures on textured surfaces. Chem. Commun. 50, 362-364 (2014).
  26. Mizuno, H., Sai, H., Matsubara, K., Takato, H., Kondo, M. Transfer-printed silver nanodisks for plasmonic light trapping in hydrogenated microcrystalline silicon solar cells. Appl. Phys. Express. 7, 112302-1-4(2014).
  27. Odom, T. W., Love, J. C., Wolfe, D. B., Paul, K. E., Whitesides, G. M. Improved Pattern Transfer in Soft Lithography Using Composite Stamps. Langmuir. 18, 5314-5320 (2002).
  28. Schmid, H., Michel, B. Siloxane Polymers for High-Resolution, High-Accuracy Soft Lithography. Macromolecules. 33, 3042-3049 (2000).
  29. Loo, Y. -L., Willett, R. L., Baldwin, K. W., Rogers, J. A. Interfacial Chemistries for Nanoscale Transfer Printing. J. Am. Chem. Soc. 124, 7654-7655 (2002).
  30. Hylton, N. P., et al. Loss mitigation in plasmonic solar cells: aluminium nanoparticles for broadband photocurrent enhancements in GaAs photodiodes. Sci. Rep. 3, 2874-1-6(2013).
  31. Delamarche, E., et al. Microcontact Printing Using Poly(dimethylsiloxane) Stamps Hydrophilized by Poly(ethylene oxide) Silanes. Langmuir. 19, 8749-8758 (2003).
  32. Mizuno, H., Sai, H., Matsubara, K., Kondo, M. Plasmonic Light Trapping in Amorphous Si Solar Cells Using Periodic Ag Nanodisk Structures. MRS Proc. , 1627-1613 (2014).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

Light TrappingSilver NanostructuresTransfer PrintingHydrogenated Microcrystalline SiliconPlasmonic EffectsNanopillar PDMS StampsElectron Beam EvaporationBlock Copolymer BindingSilver NanodisksSolar Cell Efficiency

مقالات ذات صلة