Güneş pillerinde plazmonik metal nanoyapıları tanıtmak için uygun bir transfer baskı tabanlı metodoloji açıklanmaktadır. Nanopillar poli (dimetilsiloksan) damgaları kullanılarak, Ag bazlı sıralı bir nanodisk dizisi, standart hidrojene mikrokristalin Si güneş pilleri ile entegre edildi ve bu da plazmonik ışık yakalama nedeniyle cihaz performanslarının iyileştirilmesine yol açtı.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Transfer Baskı ile Hidrojene Mikrokristal Silikon Güneş Pilleri Işık Yakalama Gümüş Nanoyapıların Entegrasyonu
Bu makalede
Özet
Özet
Metal nanoyapıların potansiyel uygulamalarından biri, yaygın olarak plazmonik etkiler olarak bilinen nano boyutlu metallerin benzersiz optik özelliklerinin önemli bir rol oynadığı güneş pillerinde ışık hapsedilmesidir. Bununla birlikte, bu alandaki araştırmalar, istenen fonksiyonel metal nanoyapıları içeren cihazların üretilmesinin zorluğu nedeniyle engellenmiştir. Bu konuya uygulanabilir bir strateji sağlamak için, burada tasarlanan metal nanoyapıların güneş pilleri de dahil olmak üzere çeşitli cihaz mimarileri ile hızlı ve düşük maliyetli entegrasyonuna izin veren transfer baskı tabanlı bir yaklaşım gösteriyoruz. Nanopillar poli (dimetilsiloksan) (PDMS) pulları, ana kalıp olarak ticari olarak temin edilebilen bir nano delikli plastik filmden üretildi. Bu nanodesenli PDMS damgaları üzerinde, Ag filmler biriktirildi ve daha sonra sıralı Ag nanodisk yapılarını elde etmek için blok kopolimer (bağlayıcı tabaka) kaplı hidrojene mikrokristalin Si (μc-Si: H) yüzeyine transfer edildi. Elde edilen Ag nanodisk içeren μc-Si:H güneş hücrelerinin, Ag nanodisklerinden türetilen plazmonik ışık yakalama etkisi sayesinde, transfer baskılı Ag nanodiskleri olmayan bir hücreye kıyasla daha yüksek performans gösterdiği doğrulandı. Basitlik ve çok yönlülük nedeniyle, bu yaklaşımla daha fazla cihaz uygulaması da mümkün olacaktır.
Giriş
Teknolojik alanda geniş bir fonksiyonel nano uygulama için uzun süredir bir talep vardır. Bu eğilimin beklentilerden biri geliştirilmiş ya da yenilikçi performanslar giden cihazı mimarilerinin yeni tasarım açmaktır. Güneş pillerinin alanında, örneğin metal nano kullanımının etkin dolayı ilginç optik (yani plasmonik) özellikleri, etkili ışık yakalama sistemlerini inşa etmek 1 potansiyel olarak yararlı bir araştırılmaktadır. 2,3 Gerçekten de, bazı teorik çalışmalar 4 -6 gibi plasmonik ışık yakalama güneş hücreleri ile istenen metal nano entegre stratejiler geliştirmek, konvansiyonel ışın optiği (tekstüre) Sonuç olarak ışık yaka....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
PDMS Pullar 1. Hazırlık
- Politetrafloroetilen (PTFE) kap: a nanohole kalıp (50 mm x 50 mm nanoimprinted siklo olefin polimer plastik film, boyutu).
- Ve 2,4 (tek kullanımlık polipropilen uçlu bir dijital mikro pipet kullanarak, 6 ul) tek kullanımlık bir cam şişe vinylmethylsiloxane-dimetilsiloksan kopolimeri (50 mm x 50 mm kalıp 0.76 g) tartılır ve Pt-diviniltetrametildisilokzandır kompleksi ile karıştırarak, (tek kullanımlık bir polipropilen ucu ile bir dijital mikro pipet kullanılarak 24 ul), 6,8-tetramethyltetra-vinylcyclotetrasiloxane.
- (0.24 ml tek kullanımlık polipropilen uçlu bir dijital mikro pipet kullanarak) metilhidrojensiloksan-....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
H (n katmanı): Şekil 2 uc-Si yüzeyine Ag nanodisks transfer baskı için genel işlem özetlenmektedir. Kısaca, bir Ag filmi (kalınlık: 10-80 nm), elektron ışını, buharlaştırma ile nanopillar PDMS damga yüzeyi üzerine tatbik edilir. H n tabaka: Buna paralel olarak, PS-b -P2VP çözeltisi taze hazırlanmış uc-Si yüzeyine kaplanmış bir spin. Daha sonra, bir EtOH damlacık PS-b -P2VP kaplı yüzey üzerine yerleştirilir ve Ag-tevdi PDMS damgası EtOH ıslak PS-b<.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Bu yazıda, bir çift katmanlı sert / yumuşak PDMS kompozit malzemeler damga olarak istihdam edildi. 27 Bu kombinasyon kesin çapı altıgen yakın dolu yuvarlak delikli bir dizi oldu kalıp, ebeveyn nano yapısını çoğaltmak için gerekli olduğu tespit edildi 230 nm, 500 nm derinliği ve 460 nm delik merkez-merkez aralığında bir. Sadece yumuşak PDMS kullanıldığında, damga her zaman kötü nanoyapılı yüzeyde sonuçlandı (örneğin, ters ayağı yapısında keskin kenar) düşük olması nedeniyle Young modülü için, 28 Dol.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Teşekkürler
Yazarlar, mali destek için Japonya Ekonomi, Ticaret ve Sanayi Bakanlığı'na (METI) bağlı Yeni Enerji ve Endüstriyel Teknoloji Geliştirme Örgütü'ne (NEDO) teşekkür eder.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Nano delikli kalıp | Scivax | FLH230/500-120 | |
| PTFE konteyner | Eishin | >n/a | Özel yapım |
| Sert PDMS malzemeleri | |||
| Vinilmetilsiloksan-dimetilsiloksan kopolimeri | Gelest | VDT-731 | |
| Pt-diviniltetrametildisiloksan kompleksi | Gelest | SIP6831.1 | |
| Metilhidrosiloksan-dimetilsiloksan kopolimeri | Gelest | HMS-301 | |
| 2,4,6,8-tetrametiltetra-vinilsiklotetrasiloksan | Sigma-Aldrich | 396281 | Sert PDMS Yumuşak PDMS malzemeleri için katkı maddesi |
| Dow Corning | Sylgard-184 | Silikon öncüsü | |
| PS-b-P2VP | Polimer Kaynağı | P5742-S2VP | Mn ve kez; 103 = 133-b-132 |
| Cam/SnO2:F yüzeyler | Asahi Glass Co. Ltd. | Tip VU | Yüzeyleri düzleştirmek için D-process Inc. (http://d-process.jp/index.html) tarafından kimyasal mekanik cilalanmış |
| Deterjan | Fruuchi Chemical Co. http://www.furuchi.co.jp/eng/main.htm | Yarı temiz 56 | Cam/SnO2:F alt tabakaların temizliği için kullanılır |
| ZnO:Ga supputtering target | AGC Ceramics Co. Ltd. | 5.7GZO | |
| Ag scholating target | Mitsubishi Materials Co. | 4NAg | |
| Çift taraflı yapışkan bant | Nisshin EM Co. | 732 | |
| Poliimid bant | Dupont | Kapton 650S#25 | |
| Sn-Zn Tabanlı Lehim | Kuroda Techno Co., Ltd. | Cerasolzer AL-200 | |
| Dijital mikro pipet | Nichiryo | 00-NPX2-20 00-NPX2-200 00-NPX2-1000 | |
| Isıtma odası | Tokyo Rikakikai Co., Ltd. | VOS-201SD | |
| Elektron ışını buharlaştırıcısı | Canon-Anelva | n/a | Özel yapım |
| Elektron ışını evaporatör | Arios | n/a | Özel yapım |
| Püskürtme sistemi | Ulvac | SBR-2306 | |
| PECVD system | Shimadzu Emit Co. Ltd. | SLCM-13 | |
| Ar plazma sistemi | Diner Electric Gmbh | Femto | |
| RIE system | Samco Inc. | RIE-10NR | |
| Ultrasonik lehimleme cihazı | Colby-Eishin Enterprises, Inc. | SUNBONDER | |
| EQE ölçüm sistemi | Bunkoukeiki Co. Ltd. | CEP-25BXS | |
| JV özellikleri ölçüm sistemi | Bunkoukeiki Co. | OTENTOSUN-5S-I/V | |
| Amorf Si referans hücresi | Bunkoukeiki Co., Ltd. | WPVS-NPB-S1 | yoğunluğu kalibrasyonu için |
| Dijital multimetre | Keithley Instruments Inc. | 2400 |
Kaynaklar
- Murray, W. A., Barns, W. L. Plasmonic Materials. Adv. Mater. 19, 3771-3782 (2007).
- Atwater, H. A., Polman, A. Plasmonics for improved photovoltaic devices. Nat. Mater. 9, 205-213 (2010).
- Green, M. A., Pillai, S.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
