کاربرد نانوذرات پلاسمونیک عامل دار شده توسط پوسته در سلولهایخورشیدی لایه نازک

حضور نانوذرات پلاسمونیک درون لایه فعال سلولهای خورشیدی لایه نازک، جذب اپتیکی و در نتیجه بهره سلول را به میزان قابل توجهی بهبود میبخشد. اگرچه از آنجائیکه نانوذرات پلاسمونیک فعالیت شیمییایی بالایی دارند احتمال واکنش بین نانوذرات و لایه فعال بالا میباشد. همچنین حضور نانوذرات کانالهای غیر تابشی دیگری در کنار تولید الکترون حفره را ممکن - میسازد، علاوه بر اینکه احتمال جذب الکترونهای تولید شده به نانوذره وجود دارد. در نتیجه افزایش مشاهده شده در جریان مدار باز سلول به میزان افزایش جذب اپتیکی نخواهد بود. در این مقاله افزودن پوستهای از جنس دی الکتریک و یا نیم رسانا به منظور خنثی سازی ( Passivation ) نانوذرات پیشنهاد میشود. افزودن پوسته نانوذره را از لحاظ شیمیایی خنثی ساختهبدون آنکه کاهش چشمگیری در جذب اپتیکی درون سلول مشاهده شود، در کنار اینکه الکترونهای داغ تولید شده درون هسته پلاسمونیک میتوانند مستقیما به جریان نوری نیم رسانا کمک کنند. ساختارهای پوسته هستهی نقره سیلیکا و نقره - - - دی اکسید تیتانیم شبیه سازی شده و با بررسی و مقایسه طیف جذبی سیلیکون در حضور ساختار پوسته هسته و نانوذره تنها - پارامترهای موثر پوسته بهینه میشوند. دیده میشود که استفاده از پوسته دی الکتریک سیلیکا با ضخامت 10 نانومتر بدون کاهش چشمگیر جذب اپتیکی خواص فتوولتائیک سلول را بهبود میبخشد و در نتیجه کارایی سلول را افزایش میدهد.