طراحي سلول هاي خورشيدي نانوپلاسمونيكي براساس برانگيختگي مدهاي اپتيكي درون سلول

Design of Nanoplasmonic Solar Cells based on Optical mode excitation

به منظور افزايش بهره سلول هاي خورشيدي لايه نازك، روش هايي براي طراحي مناسب نانوساختارهاي پلاسمونيكي و دي الكتريك در سلول پيشنهاد و بررسي مي كنيم كه امكان برانگيختگي تعداد قابل توجهي از مدهاي مختلف اپتيكي و در نتيجه افزايش احتمال جذب فوتون توسط سلول را فراهم مي كنند. با بهره گيري از تكنيك محاسباتي تفاضل متناهي در حوزه زمان (FDTD)، برهم كنش نور با ساختارهاي پيشنهادي را مدل سازي و چگونگي تنظيم مدهاي اپتيكي با تغيير پارامترهاي سلول را مورد بررسي قرار مي دهيم. نشان مي دهيم كه با قرار دادن توري شبه تناوبي يك بعدي از نانوميله هاي پلاسمونيكي و دي الكتريك، به ترتيب، در انتها و بر روي سلول، مي توان تمام مدهاي اپتيكي مورد نظر را به صورت كنترل شده برانگيخته كرد.

To enhance light absorption in thin film solar cells, we propose and investigate several approaches to design dielectric and plasmonic nanostructures for efficient excitement of numerous optical modes in the solar cells, leading to an increase in the number of absorbed photons within absorbing layer. Two-dimensional Finite Difference Time Domain (2D-FDTD) method is employed to model light interaction with the proposed structures and to investigate the effect of solar cell parameters on the optical modes excitation. It is shown that several optical modes can be excited and adjusted by placing one dimensional dielectric and plasmonic quasi-periodic nanogratings on top and at the bottom of the active layer, respectively.