플라즈몬 강화 태양 전지는 플라즈몬 (plasmons)의 도움을 받아 빛을 전기로 변환하는 일종의 태양 전지 (박막, 결정질 실리콘, 비정질 실리콘 및 기타 유형의 셀 포함)입니다. 두께는 전통적인 실리콘 PV의 두께와 2um 미만으로 이론적으로는 100nm 정도로 얇을 수 있습니다. 그들은 유리, 플라스틱 또는 강철과 같은 실리콘보다 저렴한 기판을 사용할 수 있습니다. 박막 태양 전지의 문제점 중 하나는 같은 흡수 계수를 가진 물질로 만들어진 두꺼운 태양 전지만큼 광을 흡수하지 않는다는 것입니다. 광 트래핑 방법은 박막 태양 전지에 중요합니다. Plasmonic-enhanced cells은 표면 플라스 몬 공명에 흥분되는 금속 나노 입자를 이용하여 빛을 산란시킴으로써 흡수를 향상시킨다. 플라스 몬 공명 주파수에서 들어오는 빛은 나노 입자의 표면에서 전자 진동을 유도합니다. 진동 전자는 전류를 생성하는 도전 층에 의해 포착 될 수있다. 생성 된 전압은 전도 층의 밴드 갭 및 나노 입자와 접촉하는 전해질의 전위에 의존한다. 이 기술이 플라즈몬 강화 태양 전지의 잠재력과 상용화에 도달하기 위해서는 여전히 상당한 연구가 필요하다.

역사

장치들
현재 3 세대의 태양 전지가 있습니다. 1 세대 (현재 시장에 출시 된 제품)의 결정체 반도체는 “결정질 실리콘으로 시장 점유율 93 %, 2016 년에는 75GW”로 제조됩니다. 현재의 태양 전지는 대부분의 박막 태양 전지보다 더 큰 치수를 갖는 피라미드를 표면에 생성시킴으로써 빛을 트랩합니다. 들어오는 파장의 순서에 따라 치수를 결정하고 SC를 증착하기 위해 기판의 표면을 거칠게 만드는 것이 전형적으로 (표면 상에 SnO2 또는 ZnO를 성장시킴으로써) 탐구되었다. 이 방법은 광 전류를 증가 시키지만, 박막 태양 전지는 낮은 품질의 재료를 사용하게됩니다.

2 세대 태양 전지는 여기에 제시된 것과 같은 박막 기술을 기반으로합니다. 이 태양 전지는 에너지 생산량을 증가시킬뿐만 아니라 사용되는 재료의 양을 줄이는 데 중점을 둡니다. 3 세대 태양 전지가 현재 연구 중이다. 그들은 2 세대 태양 전지의 비용 절감에 중점을 둡니다. 3 세대 SC는 최근 진보하에보다 자세히 논의됩니다.

디자인
플라즈몬 강화 태양 전지의 설계는 표면과 물질을 통해 빛을 트랩하고 산란시키는 데 사용되는 방법에 따라 다릅니다.

나노 입자 세포
일반적인 설계는 태양 전지 표면의 상부 표면에 금속 나노 입자를 증착하는 것이다. 표면 플라즈몬 공명 (surface plasmon resonance)에서 빛이 금속 나노 입자에 닿으면, 빛은 많은 다른 방향으로 산란된다. 이것은 빛이 태양 전지를 따라 이동하고 기판과 나노 입자 사이에서 반사되어 태양 전지가 더 많은 빛을 흡수하도록합니다. 금속 나노 입자의 국부적 인 표면 플라즈몬에 의해 유도 된 농축 된 근방 세기는 반도체의 광 흡수를 촉진 할 것이다. 최근 나노 입자의 플라즈몬 비대칭 모드는 광대역 광 흡수에 유리하고 태양 전지의 전기적 특성을 향상시키는 것으로 나타났다. 동시에 나노 입자의 플라즈몬 광학 및 플라즈몬 전기 효과는 나노 입자 플라즈몬의 유망한 특징을 나타낸다.

최근에, 표면 플라즈몬이 태양 전지 앞에 위치 할 때, 코어 (금속) 쉘 (유전체) 나노 입자는 Si 기판 상에 향상된 전방 산란을 갖는 제로 후방 산란을 나타낸다. 코어 – 쉘 나노 입자는 전기 공명과 자기 공명을 동시에 지원할 수있어 공진이 적절하게 설계되면 베어 메탈 나노 입자와 비교할 때 전혀 새로운 특성을 나타냅니다.

금속 필름 셀
태양 에너지를 수확하기 위해 표면 플라즈몬을 이용하는 다른 방법도 가능합니다. 하나의 다른 유형의 구조는 실리콘의 박막 및 실리콘의 얇은 층을 하부 표면에 증착시키는 것이다. 빛은 실리콘을 통해 이동하여 실리콘과 금속의 계면에 표면 플라즈몬을 생성합니다. 이것은 전기장이 금속으로 아주 멀리 이동하지 않기 때문에 실리콘 내부에 전기장을 생성합니다. 전계가 충분히 강하면 전자를 이동 시켜서 광전류를 생성 할 수 있습니다. 이 디자인에서 금속 박막은 가능한 한 실리콘 박막에서 많은 광자를 여기시키기 위해 들어오는 빛의 도파관 역할을하는 나노 미터 크기의 홈을 가져야합니다.

원칙

일반
광자가 태양 전지의 기판에 여기 될 때, 전자와 홀이 분리된다. 일단 전자와 정공이 분리되면, 그들은 반대 전하를 띠기 때문에 재결합하기를 원할 것이다. 이러한 일이 발생하기 전에 전자를 수집 할 수 있다면 외부 회로의 전류로 사용할 수 있습니다. 태양 전지의 두께를 설계하는 것은이 재결합 (얇은 층)을 최소화하고 더 많은 광자 (두꺼운 층)를 흡수하는 것 사이의 절충점입니다.

나노 입자

산란 및 흡수
플라즈몬 강화 된 태양 전지의 기능을위한 기본 원리는 금속 나노 입자의 증착으로 인한 광의 산란 및 흡수를 포함한다. 실리콘은 빛을 잘 흡수하지 않습니다. 이러한 이유로 흡수를 증가시키기 위해 더 많은 빛이 표면에 분산되어야합니다. 금속 나노 입자는 유입되는 빛을 실리콘 기판의 표면에 산란시키는 것을 돕는다는 것이 밝혀졌다. 빛의 산란과 흡수를 제어하는 ​​방정식은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

이것은 빛의 파장 이하의 직경을 갖는 입자에 대한 빛의 산란을 보여줍니다.

이것은 점 다이폴 모델에 대한 흡수를 보여줍니다.

이것은 입자의 분극 가능성입니다. V는 입자의 부피입니다.  입자의 유전 함수이다.  임베딩 매질의 유전 함수이다. 언제  입자의 분극 력이 커진다. 이 분극 값은 표면 플라스 몬 공명으로 알려져 있습니다. 흡수가 적은 금속의 유전체 기능은 다음과 같이 정의 할 수 있습니다.

위의 방정식에서, {\ displaystyle \ omega _ {p}} \ omega _ {p}는 벌크 플라즈마 주파수입니다. 이것은 다음과 같이 정의됩니다.

N은 자유 전자의 밀도, e는 전자 전하, m은 전자의 유효 질량이다.  자유 공간의 유전 상수이다.따라서 자유 공간에서의 표면 플라즈몬 공명 방정식은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

예를 들어,은 나노 입자의 표면 플라즈몬 공명에서, 산란 단면은 나노 입자의 단면적의 약 10 배이다.나노 입자의 목표는 SC 표면에 빛을 가두는 것입니다. 빛의 흡수는 나노 입자에 중요하지 않으며 오히려 SC에 중요합니다. 나노 입자의 크기가 증가하면 산란 단면적이 커진다 고 생각할 수 있습니다. 이것은 사실이지만, 나노 입자의 크기와 비교할 때, 비율 (  ) 줄어들었다. 큰 산란 단면을 갖는 입자는 더 넓은 플라즈몬 공명 범위를 갖는 경향이있다.

파장 의존성
표면 플라즈몬 공명은 입자 내의 자유 전자의 밀도에 주로 의존합니다. 서로 다른 금속에 대한 전자 밀도의 순서는 공진에 해당하는 광의 유형과 함께 아래에 나와 있습니다.

알루미늄 – 자외선
실버 – 자외선
금색 – 보이는
구리 – 보이는
매립 매체의 유전율을 변화 시키면, 공진 주파수를 어긋나게 할 수있다. 굴절률이 높을수록 파장이 길어집니다.

가벼운 트래핑
금속 나노 입자는 기판과 입자 사이에서 광을 포획하기 위해 기판으로부터 일정한 거리에 증착된다.입자는 기판 상부의 물질에 매립된다. 재료는 전형적으로 실리콘 또는 실리콘 질화물과 같은 유전체이다. 입자와 기판 사이의 거리로 인해 기판으로 산란되는 빛의 양에 대한 실험과 시뮬레이션을 수행 할 때 기준 물질로서 공기가 매립 물질로 사용됩니다. 기판으로 방출되는 광의 양은 기판으로부터의 거리에 따라 감소하는 것으로 밝혀졌다. 이것은 표면의 나노 입자가 기판으로 빛을 방사하는 데 바람직하지만 입자와 기판 사이에 거리가 없으면 빛이 갇히지 않고 더 많은 빛이 빠져 나간다는 것을 의미합니다.

표면 플라즈몬은 금속과 유전체의 계면에서 전도 전자의 흥분 (excitations)이다. 금속 나노 입자는 자유롭게 전파하는 평면파를 반도체 박막층에 커플 링 및 트랩하는 데 사용할 수 있습니다. 빛을 흡수층으로 접어 흡수를 증가시킬 수 있습니다. 금속 나노 입자의 국지적 표면 플라즈몬과 금속과 반도체의 계면에서의 표면 플라즈몬 분 극체는 현재의 연구에 관심이있다. 최근보고 된 논문에서 금속 나노 입자의 모양과 크기는 인 커플 링 효율을 결정하는 핵심 요소입니다. 더 작은 입자는 강화 된 근접장 결합으로 인해 인 커플 링 효율이 더 큽니다. 그러나, 매우 작은 입자는 큰 오믹 손실을 겪는다.

최근 나노 입자의 플라즈몬 비대칭 모드는 광대역 광 흡수에 유리하고 태양 전지의 전기적 특성을 향상시키는 것으로 나타났다. 동시에 나노 입자의 플라즈몬 광학 및 플라즈몬 전기 효과는 나노 입자 플라즈몬의 유망한 특징을 나타낸다.

금속 필름
빛이 금속 막 표면에 입사되면 표면 플라즈몬을 여기시킨다. 표면 플라스 몬 주파수는 물질에 따라 다르지만 필름 표면에 격자를 사용하면 다른 주파수를 얻을 수 있습니다. 표면 플라즈몬은 표면에서 쉽게 이동하고 저항과 방사로 인한 손실을 최소화하므로 도파관을 사용하여 보존됩니다. 표면 플라즈몬에 의해 생성 된 전기장은 전자에 영향을 주어 수집 기판쪽으로 이동합니다.

기재

응용 프로그램
플라즈몬 강화 태양 전지의 적용은 끝이 없습니다. 저렴하고 효율적인 태양 전지의 필요성은 엄청납니다. 태양 전지를 비용면에서 효율적으로 고려하기 위해서는 석탄이나 가솔린과 같은 전통적인 전원보다 적은 가격으로 에너지를 공급해야합니다. 보다 푸른 세상으로의 이동은 플라즈몬 강화 태양 전지 분야에 대한 연구를 촉발시켰다. 현재 태양 전지는 약 30 % (1 세대)의 효율을 초과 할 수 없습니다. 새로운 기술 (제 3 세대)을 사용하면 최대 40-60 %의 효율성을 기대할 수 있습니다. 박막 기술 (2 세대)을 사용하여 재료를 줄이면 가격을 낮출 수 있습니다.

플라즈몬 강화 태양 전지의 특정 응용 분야는 우주 탐사 차량을위한 것입니다. 이를위한 주요 기여는 태양 전지의 무게 감소입니다. 외부 연료 공급원은 태양 전지에서 충분한 전력이 생성 될 수있는 경우에는 필요하지 않습니다. 이것은 또한 무게를 줄이는 데 크게 도움이됩니다.

태양 전지는 시골 전염을 돕는 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 적도 부근의 2 백만 마을은 전기 및 화석 연료에 대한 접근이 제한되어 있고 전 세계 인구의 약 25 %가 전기를 이용할 수 없다고합니다. 전력망 확장, 농촌 전기 사용 및 디젤 발전기 사용 비용이 태양 전지 비용과 비교 될 때 태양 전지가 여러 번 승리합니다. 현재의 태양 전지 기술의 효율성과 비용이 더욱 줄어들면, 현재의 방법이 문제가 될 때 전 세계 많은 농촌 공동체와 마을이 전기를 얻을 수 있습니다. 농촌 지역 사회를위한 특정 용도는 물 펌핑 시스템, 주거용 전기 공급 장치 및 가로등입니다. 특히 흥미로운 응용 프로그램은 전동 차량이 과도하게 풍부하지 않은 국가의 의료 시스템을위한 것입니다. 태양 전지는 운송 중에 냉각기에서 약물을 냉각시키는 힘을 제공하는 데 사용될 수 있습니다.

태양 전지는 또한 등대, 부표 또는 심지어 전함에 전력을 공급할 수 있습니다. 산업체는 파이프 라인이나 기타 시스템을 따라 전기 통신 시스템이나 모니터링 및 제어 시스템에 전력을 공급할 수 있습니다.

태양 전지를 대규모로 생산할 수 있고 비용 효과가 있다면 전력망에 전력을 공급하기 위해 전체 발전소를 건설 할 수 있습니다. 크기가 축소되면서 상업용 건물과 주거용 건물에서 훨씬 작은 설치 공간으로 구현할 수 있습니다. 그들은 심지어 눈에 거슬리는 것처럼 보이지 않을 수도 있습니다.

다른 지역은 하이브리드 시스템에 있습니다. 태양 전지는 사용되는 화석 연료의 양을 줄이고 지구의 환경 조건을 개선하는 데 도움이되도록 자동차와 같은 고 소비 장치에 전력을 공급하는 데 도움이 될 수 있습니다.

소비자 가전 기기에서는 저전력 전자 기기 용 배터리를 대체하기 위해 태양 전지를 사용할 수 있습니다. 이렇게하면 많은 사람들이 많은 돈을 아낄 수 있으며 매립 쓰레기의 양을 줄이는데도 도움이됩니다.

최근 발전
플라즈몬 금속 나노 입자의 선택
플라즈마 금속 나노 입자의 적절한 선택은 활성층에서의 최대 광 흡수에 결정적입니다. 전면에 위치한 나노 입자 인 Ag와 Au는 가시 광선 영역에 위치한 표면 플라즈몬 공명 때문에 가장 널리 사용되는 물질이므로 피크의 태양 강도와 더 강력하게 상호 작용합니다. 그러나, 이러한 귀금속 나노 입자는 유해한 Fano 효과, 즉 산란 된 빛과 산란되지 않은 빛 사이의 상쇄 간섭으로 인해 표면 플라즈몬 공명 아래의 단파장에서 항상 Si 로의 빛 결합을 감소시킨다. 또한, 귀금속 나노 입자는 지구의 지각에서 높은 비용과 희소성으로 인해 대규모 태양 전지 제조에 적용하기에는 실용적이지 못하다. 최근 Zhang et al.널리 사용되는 Ag 및 Au 나노 입자를 능가 할 수있는 저비용 및 풍부한 재료 인 Al 나노 입자를 입증했다. Al 나노 입자는 표면 플라즈몬 공명이 300 nm에서 원하는 태양 스펙트럼 가장자리 아래의 UV 영역에 위치하여 감소를 피할 수 있고 짧은 파장 범위에서 추가적인 향상을 가져올 수 있습니다.

나노 입자의 형태 선택
나노 구체
나노 스타
코어 – 쉘 나노 입자
나노 디스크
나노 공동
나노 볼드
핵화 된 나노 입자
Nanocage
가벼운 트래핑

앞서 논의한 바와 같이, 플라즈몬 강화 태양 전지의 표면에 빛을 집중시키고 산란시킬 수 있다면 효율성을 높일 수 있습니다. 최근 샌디 아 국립 연구소 (Sandia National Laboratories)의 연구는 특정 파장의 빛을 수집하여 구조 내에서 포착하는 광 도파관을 발견했습니다. 이 새로운 구조는 기존의 도파로의 경우 30 %에 비해 95 %의 빛을 포함 할 수 있습니다. 그것은 또한 전통적인 도파관의 10 배인 한 파장 내에서 빛을 유도 할 수 있습니다. 이 장치가 포착하는 파장은 구조를 구성하는 격자의 구조를 변경하여 선택할 수 있습니다. 태양 전지가 태양 전지를 흡수 할 수있을 때까지이 구조를 사용하여 빛을 포착하고 구조에 유지하면 태양 전지의 효율이 크게 높아질 수 있습니다.

흡수
플라즈몬 강화 태양 전지의 또 다른 최근 발전은 빛의 흡수를 돕는 다른 방법을 사용하고있다. 연구중인 한 가지 방법은 빛을 산란시키기 위해 기판 위에 금속 와이어를 사용하는 것입니다. 이것은 빛의 산란 및 흡수를 위해 태양 전지 표면의 더 큰 영역을 이용함으로써 도움이 될 것이다. 도트 대신 선을 사용하는 위험은 시스템에서 빛을 거부하는 반사층을 만드는 것입니다. 이것은 태양 전지에 매우 바람직하지 않습니다. 이것은 금속 박막 접근법과 매우 유사하지만 나노 입자의 산란 효과도 이용합니다.Yue, et al. 초박형 a-Si 태양 전지의 흡수를 증가시키기 위해 토폴로지 절연체 (topological insulator)라고 불리는 일종의 신소재를 사용했다. 토폴로지 절연체 나노 구조는 본질적으로 코어 – 쉘 구조를 갖는다. 코어는 유전체이며 초 고 굴절률을 가지고 있습니다. 쉘은 금속이며 표면 플라즈몬 공명을 지원합니다. nanocone 어레이를 a-Si 박막 태양 전지에 통합함으로써 자외선 및 가시 광선 범위에서 광 흡수의 최대 15 % 향상이 예측되었습니다.

3 세대
3 세대 태양 전지의 목표는 2 세대 태양 전지 (박막)를 사용하여 효율을 높이고 지구에서 풍부하게 발견되는 물질을 사용하는 것입니다. 이것은 또한 박막 태양 전지의 목표였습니다. 공통적이고 안전한 물질을 사용하면 3 세대 태양 전지가 대량 생산되어 비용을 더욱 절감 할 수 있어야합니다. 초기 비용은 제조 공정을 생산하기 위해 높을 것이지만, 그 후에는 저렴해야합니다. 3 세대 태양 전지가 효율을 향상시킬 수있는 방법은 더 넓은 범위의 주파수를 흡수하는 것입니다. 현재 박막 기술은 단일 밴드 갭 디바이스의 사용으로 인해 하나의 주파수로 제한되어왔다.

다중 에너지 레벨
다중 에너지 수준의 태양 전지에 대한 아이디어는 기본적으로 서로 위에 박막 태양 전지를 쌓는 것입니다. 각 박막 태양 전지는 서로 다른 밴드 갭을 가지며 태양 스펙트럼의 일부가 첫 번째 셀에 흡수되지 않으면 바로 아래의 스펙트럼이 스펙트럼의 일부를 흡수 할 수 있음을 의미합니다. 이들은 적층 될 수 있으며, 최적의 밴드 갭은 최대 전력을 생성하기 위해 각각의 셀에 사용될 수있다. 직렬 또는 병렬과 같이 각 셀이 연결되는 방법에 대한 옵션을 사용할 수 있습니다. 직렬 연결은 태양 전지의 출력이 단지 두 개의 리드가되기 때문에 바람직합니다.

각 박막 셀의 격자 구조는 동일해야합니다. 그렇지 않으면 손실이있을 것입니다. 층을 증착하기 위해 사용되는 공정은 복잡하다. 여기에는 분자 빔 에피 택시 (Molecular Beam Epitaxy)와 금속 유기 기상 에피 택시 (Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)가 포함됩니다. 현재의 효율 기록은이 과정으로 만들어 지지만 정확히 일치하는 격자 상수는 없습니다. 격자의 차이가 처음 두 셀에 대해보다 최적의 밴드 갭 재료를 허용하기 때문에 이로 인한 손실은 그다지 효과적이지 않습니다. 이 유형의 셀은 50 % 효율이 될 것으로 예상됩니다.

보다 저렴한 증착 공정을 사용하는 저품질 소재도 연구 중에 있습니다. 이러한 장치는 효율적이지 않지만 가격, 크기 및 전력이 합쳐져 비용 대비 효과가 있습니다. 공정이 더 간단하고 재료가보다 용이하게 이용 가능하기 때문에, 이들 장치의 대량 생산이보다 경제적이다.

핫 캐리어 셀
태양 전지의 문제점은 표면에 닿는 고 에너지 광자가 열로 변환된다는 것입니다. 들어오는 광자가 사용 가능한 에너지로 변환되지 않기 때문에 셀에 손실이 발생합니다. 핫 캐리어 셀의 아이디어는 열로 변환되는 들어오는 에너지를 활용하는 것입니다. 뜨거운 상태에서 전자와 정공을 수집 할 수 있다면 셀에서 높은 전압을 얻을 수 있습니다. 이렇게하는 문제는 전자와 홀을 모으는 접촉이 재료를 식힐 것이라는 것입니다. 지금까지 접촉을 세포 냉각으로부터 지키는 것은 이론적이었다. 생성 된 열을 사용하여 태양 전지의 효율을 향상시키는 또 다른 방법은 낮은 에너지의 광자가 전자와 홀 쌍을 여기시키는 셀을 갖는 것이다. 이렇게하려면 작은 밴드 갭이 필요합니다. 선택적 접촉을 사용하면 더 낮은 에너지의 전자 및 정공을 수집 할 수 있으며 높은 에너지의 전자 및 셀은 셀을 통해 계속 움직일 수 있습니다. 선택 접촉은 이중 장벽 공진 터널링 구조를 사용하여 이루어진다. 담체는 냉각되어 포논으로 산포된다. 포논의 밴드 갭이 큰 물질의 경우 담체는 접촉부에 더 많은 열을 전달하며 격자 구조에서는 손실되지 않습니다. 포논의 큰 밴드 갭을 갖는 하나의 재료는 질화 인듐이다. 핫 캐리어 세포는 초기 단계에 있지만 실험 단계로 이동하기 시작했습니다.

플라즈몬 – 전기 태양 전지
튜너 블 공진의 독특한 특징과 전례없는 근거리 장 향상을 가진 플라즈몬은 광 관리를 가능하게하는 기술입니다. 최근 박막형 태양 전지의 성능은 금속 나노 구조를 도입함으로써 현저하게 향상되었다.이 향상은 주로 광 전파, 흡수 및 산란을 조작하기위한 플라즈몬 광학 효과에 기인합니다. 플라즈몬 – 광학 효과는 (1) 활성 물질의 광학 흡수를 증가시킬 수있다. (2) 금속 나노 구조 주변의 국부적 근거리 장 향상으로 인해 활성층에서 광 흡수를 공간적으로 재분배한다. 플라즈몬 – 광학 효과를 제외하고, 플라즈몬 적으로 변형 된 재조합, 수송 및 광 캐리어 (전자 및 홀)의 수집 (이하, 플라즈몬 – 전기 효과 라 칭함)의 효과는 샤 (Sha) 등이 제안한 바있다. 소자 성능을 높이기 위해, 그들은 임의의 전자 – 홀 이동도 비율에 맞게 조정 된 일반적인 설계 규칙을 생각하여 광 캐리어의 전송 경로를 결정했다. 디자인 룰은 전자 대 홀 전송 길이 비가 전자 대 홀 이동도와 균형을 유지해야 함을 시사한다. 즉, 전자 및 정공 (초기 생성 사이트로부터 대응하는 전극까지)의 이송 시간은 동일해야한다. 일반적인 디자인 룰은 디바이스의 활성층에서 광 흡수를 공간적으로 재분배함으로써 (플라즈몬 – 전기적 효과와 함께) 실현 될 수있다. 그들은 또한 플라스 몬 – 전기 유기 태양 전지에서 공간 전하 한도를 깨뜨렸다. 최근 나노 입자의 플라즈몬 비대칭 모드는 광대역 광 흡수에 유리하고 태양 전지의 전기적 특성을 향상시키는 것으로 나타났다. 동시에 나노 입자의 플라즈몬 광학 및 플라즈몬 전기 효과는 나노 입자 플라즈몬의 유망한 특징을 나타낸다.

초박형 플라즈몬 웨이퍼 태양 전지
최소화 된 효율 손실에서 실리콘 웨이퍼 두께를 감소시키는 것은 웨이퍼 기반 태양 전지의 비용 효율성을 증가시키는 주류 경향을 나타낸다. 최근 Zhang et al. 적절하게 설계된 나노 입자 구조의 첨단 광 트래핑 전략을 사용하여 웨이퍼 두께를 18.2 %의 태양 전지 효율 손실없이 현재 두께 (180 μm)의 약 1/10로 극적으로 줄일 수 있음을 입증했습니다. 현재 웨이퍼 두께의 3 % 만 차지하는 나노 입자 집적 초박형 태양 전지는 잠재적으로보다 얇은 웨이퍼 유도 개방 회로 전압 증가의 이점과 흡수 강화를 결합한 15.3 % 효율을 달성 할 수 있습니다. 이는 97 %의 재료 절약을 의미하며 상대적인 효율 손실은 15 %에 불과합니다. 이 결과는 플라즈몬 광 트래핑을 사용하여 고효율 초박형 실리콘 웨이퍼 셀을 실현하는 가능성과 전망을 보여줍니다.