p132. بهره‌گيري از بلورهاي نانوپلاسمونيك در سلول‌هاي خورشيدي پليمري

Utilization of Nanoplasmonic Crystals in Polymer-based Solar Cells

در اين مقاله افزايش جذب اپتيكي در سلول‌هاي خورشيدي پليمري بر پايه P3HT:PCBM با استفاده از بلور پلاسمونيك يك بعدي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. بلور پلاسمونيك از نانوسيم‌هاي فلزي از جنس نقره، طلا و آلومينيوم كه درون ماده فعال قرار دارند تشكيل شده است. تشكيل پلاريتون پلاسمون سطحي و پلاسمون سطحي جايگزيده درون اين نانوساختار باعث افزايش پراكندگي و همچنين تقويت شدت ميدان الكتريكي درون ماده فعال مي‌شود. در نتيجه ميزان جذب نور توسط سلول، به طور قابل ملاحظه‌اي افزايش مي‌يابد. نشان مي‌دهيم كه با تنظيم پارامترهاي موثر، شامل ضخامت لايه فعال، جنس زيرلايه، جنس نانوذره و فاصله بين نانوذرات مجاور در لايه فعال بهره سلول خورشيدي پليمري را بهينه مي‌كنيم.

In this paper, the utilization of plasmonic crystal for increasing the optical absorption in polymer solar cells based on P3HT: PCBM is investigated. The plasmonic crystal is composed of metal nanowires made of silver, gold and aluminum embedded within the active layer. The excitation of surface plasmon polariton and localized surface plasmon in this structure enhances the electric intensity around nanoparticles and the light scattering resulting in enhancement of light absorption in the active layer. We show that one can design an optimum structure by suitable tuning of the effective parameters including the thickness of the active layer, the distance between adjacent nanoparticles, the material of metal nanowires, and the substrate.