纳米结构可以使更多的光线被引导到太阳能电池的活性层,增加他们的效率。亥姆霍兹柏林(HZB)中心的玛蒂娜·施密德在现在测量不规则分布的银粒子如何影响光的吸收。 她演示 ,采用纳米粒子相互作用通过电磁near-fields这样地方出现“热点”光有限公司 ncentrated尤其强烈。Europhysics描述的工作消息,欧洲物理学会的杂志,并指出为提高了这些纳米结构的设计。
它是可取的,即使薄膜太阳能电池,使用更少的材料,节省制造成本。 例如,黄铜矿细胞(即copper-indium-gallium-diselenide或“香烟”细胞)部分公司 铟和镓nsist稀土元素。如果活动层太薄,然而,它吸收光和效率水平下降太少。 纳米结构的活性物质能够捕捉光线,从而增加效率。 这个想法被马蒂娜·施密德追求,负责人NanooptiX群青年科学家HZB并持有初级柏林自由大学的教授。
“我们的目标是优化纳米结构,所以他们有选择地直接特定波长的太阳光谱进入细胞,”她说。不规则分布的纳米粒子 实现这一目标的一个选择是有限公司 从我nstruct简单的纳米结构 tallic粒子self-organise瘦我的热处理 tallic电影。 施密德最初20纳米薄膜涂层的玻璃衬底的银,她随后进行热处理。 不规则的银粒子以这种方式形成直径约100海里。
与加州理工学院的同事们合作(加州理工学院),施密德调查这些类型的随机分布的纳米粒子如何影响下面的入射光的细胞。 他们用一个特别敏感的方法称为扫描近场光学显微镜(SNOM)。 在这种技术中,一个极其微小的点扫描样品,确定地形与原子力显微镜。
然而,它同时也阐明了样本通过一个更小的孔径在探测点创建光学励磁的纳米颗粒(等离子体)。 这些光学励磁可以两光成太阳能电池所需的——或者相反将光转换成热量,即它是太阳能电池。
这都是一个 布特附近;交互确定光散射 测量显示,完全有可能产生强烈相互作用密集,不规则分布的纳米颗粒导致当地的“热点”。在这里可以看到样品的地形表面纳米粒子周围(白线)以及当地的光学结构。 图像显示一些“热点”(黄色),通过与光相互作用的纳米颗粒,也彼此(图片:HZB /加州理工学院)
“而黑暗地区倾向于吸收光并将其转换成热,纳米颗粒stro的热点节目 通过它们的电磁near-fields ngly交互。 在这些区域的增强领域,太阳能电池的能量转换可能会增强,”施密德解释道。最后,stro领域 nger领域还相对较弱的o nes出现。 然而,很难建立一个明确的关系 nship这些热点的出现与特定的纳米颗粒。
“粒子相互影响彼此通过电磁near-fields,尤其是复杂多怀疑直到现在。 我们需要确定我们如何发票 施密德说:“纳创建所需的磁场分布。 她在HZB将进一步调查这些问题,柏林自由大学研究小组一起由保罗Fumagalli。
