افزایش جذب در سلول‌های خورشیدی لایه ‌نازک با استفاده از هیبرید نانو ذرات پلاسمونی و شبکه زاویه‌دار تناوبی

در این مقاله، یک ساختار دوبعدی از سلول‌های خورشیدی سیلیکونی لایه، ‌نازک با ترکیبی از آرایه‌های نانو ذرات نقره و شبکه زاویه‌دار تناوبی معرفی ‌شده است. نانوذر‌ات نقره با استفاده از اثر تشدید پلاسمون سطحی، ضریب انتقال نور به داخل را افزایش می‌دهند در نتیجه با افزایش در صد نور فرودی به درون لایه فعال، احتمال جذب فوتون را بهبود می‌بخشد. برای ایجاد یک ساختار بازتابنده در سطح تحتانی، آرایه‌ای از شبکه زاویه‌دار با هدف افزایش طول مسیر نوری در داخل سلول‌، به کار گرفته ‌شده است. با استفاده از روش fdtd‌، ضریب انتقال و بازتاب نور در هر دو سطح فوقانی و تحتانی در گستره طول ‌موج 400 تا 1000 نانومتر بررسی شده و تاثیر پارامترهای ساختاری از جمله شعاع، فاصله نانوذرات، زاویه پراکنش و فاصله شبکه گزارش ‌شده است. در نهایت، دو سطح را با هم ترکیب کرده و میانگین موزون فوتون‌هایی که به‌ وسیله لایه فعال در کل طول‌موج‌های مورد مطالعه جذب ‌شده، محاسبه شده است. نتایج نشان می‌دهند که بازدهی به دام اندازی نور با تغییر پارامترهای ساختاری ارتقا پیدا می‌کند.

Absorption enhancement in thinfilm silicon solar cells using hybrid blazed dielectric gratings and Nanoparticle structure

In this paper, a twodimensional structure of thinlayer silicon solar cells with a combination of silver nanoparticle arrays and a blazed grating is introduced. Applying Ag nanoparticles in the top surface of thinlayer solar cells imrpoves the coefficient of light transmission into the active layer and photon absorption because of the resonance surface plasmon effect. By using the FDTD method, the transmittance and absorption of light at both surfaces is investigated. The effect of such structural parameters as radius, distance of nanoparticles, angle of blazed grating and the grating constant has been reported. Finally, both surfaces are combined and the weighted mean values of the light absorbed by active layer are calculated. The results show that the light trapping efficiency can be improved under specified combinations of the structural parameters.