Солнечный элемент на основе перовскита в структуре с таммовским плазмон-поляритоном

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы спектральные свойства солнечного элемента с фоточувствительным слоем перовскита в структуре с таммовским плазмон-поляритоном, локализованным на границе золотой нанорешетки и одномерного фотонного кристалла. Исследовано влияние параметров золотой решетки на поверхностную плотность тока и эффективность предложенного устройства. Показано, что при замене алюминиевой подложки на фотонный кристалл возбуждается таммовский плазмон-поляритон, обеспечивающий увеличение поверхностной плотности тока на 33.7%, а эффективности – на 35.1%.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Пыхтин

Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО; Сибирский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: dmitry_pykhtin@iph.krasn.ru
Россия, Красноярск; Красноярск

Р. Г. Бикбаев

Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО; Сибирский федеральный университет

Email: bikbaev@iph.krasn.ru
Россия, Красноярск; Красноярск

И. В. Тимофеев

Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО; Сибирский федеральный университет

Email: tiv@iph.krasn.ru
Россия, Красноярск; Красноярск

С. Я. Ветров

Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО; Сибирский федеральный университет

Email: svetrov@sfu-kras.ru
Россия, Красноярск; Красноярск

В. Ф. Шабанов

Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО

Email: shabanov@ksc.krasn.ru

академик РАН

Россия, Красноярск

Список литературы

  1. Шабанов В.Ф., Ветров С.Я. Оптика реальных фотонных кристаллов. Жидкокристаллические дефекты, неоднородности. Новосибирск: Издательство СО РАН, 2005. 209 с.
  2. Shahed-E-Zumrat, Shahid S., Talukder M.A. Dual-wavelength hybrid Tamm plasmonic laser // Optics Express. 2022. V. 30. № 14. P.25234. https://doi.org/10.1364/OE.456249
  3. Huang С., Wu С., Bikbaev R.G. Wavelength-and- Angle-Selective Photodetectors Enabled by Graphene Hot Electrons with Tamm Plasmon Polaritons // Nanomaterials. 2023. V. 13. № 4. P. 693. https://doi.org/10.3390/nano13040693
  4. Huang S., Chen K., Jeng S. Phase sensitive sensor on Tamm plasmon devices // Optical Materials Express. 2017. V. 7. № 4. P. 1267. https://doi.org/10.1364/OME.7.001267
  5. Kojima A., Teshima K., Shirai Y. Organometal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizers for Photovoltaic Cells // J. Amer. Chem. Soc. 2009. V. 131. № 17. P. 6050. https://doi.org/10.1021/ja809598r
  6. Sahli F., Werner J., Kamino B.A. Fully textured monolithic perovskite/silicon tandem solar cells with 25.2% power conversion efficiency // Nature Materials. 2018. V. 17. № 9. P. 820. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0115-4
  7. Kaliteevski M., Iorsh I., Brand S. Tamm plasmon-polaritons: Possible electromagnetic states at the interface of a metal and a dielectric Bragg mirror // Phys. Rev. B. 76. 2007. P. 165415. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.165415
  8. Bikbaev R.G., Vetrov S.Ya., Timofeev I.V. Tamm Plasmon Polaritons for Light Trapping in Organic Solar Cells // Doklady Physics. 2020. V. 65. № 5. P. 161. https://doi.org/
  9. Bikbaev R.G., Vetrov S.Ya., Timofeev I.V. Nanoparticle Shape Optimization for Tamm-Plasmon-Polariton-Based Organic Solar Cells in the Visible Spectral Range // Photonics. 2022. V. 9. № 11. P. 786. https://doi.org/10.3390/photonics9110786
  10. Taflove A., Hagness S. Computational electrodynamics. Norwood (MA): Artech House, 2005. 169 р.
  11. Haus H.A. Waves and Fields in Optoelectronics. Prentice-Hall series in solid state physical electronics. Old Tappan (NJ): Prentice Hall, 1983. 402 р.
  12. Sandhu S., Yu Z., Fan S. Detailed balance analysis of nanophotonic solar cells // Opt. Express 21. 2013. P. 1209–1217. https://doi.org/10.1364/OE.21.001209

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематическое изображение солнечного элемента на основе пленки перовскита с фотоннокристаллической подложкой.

Скачать (90KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости действительной и мнимой части комплексного показателя преломления перовскита MAPbI3 от длины волны (а); спектры отражения и пропускания исходного ФК (б).

Скачать (120KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости коэффициента отражения структуры от длины волны и ширины при толщинах нанополос: a – 15 нм, б – 20 нм, в – 25 нм, г – 30 нм, где b – десятичный логарифм от коэффициента отражения.

Скачать (188KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость коэффициента отражения структуры на основе ФК (1) и поглощения в ФЧС в структурах на основе ФК (2) и на основе алюминия (3) от длины волны падающего света.

Скачать (99KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».