Wytwarzanie katod metalicznych ze strukturami plazmonicznymi do polimerowych ogniw fotowoltaicznych

• Autorzy: Ciesielski A. , Kasztelaniec R. , Pastuszczak A. , Stefaniuk T. , Wróbel P. , Szoplik T. , Stępień P. , Badeński M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/ELE-2014-146

Warianty tytułu

EN

Fabrication of metallic cathodes with plasmonic structures for polymer solar cells

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (13 ; 05-09.06.2014 ; Darłówko Wschodnie ; Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Katoda w cienkowarstwowych polimerowych ogniwach fotowoltaicznych powinna mieć zdolność zatrzymywania światła w obszarze ogniwa. W tym celu na jej powierzchni tworzy się nanostruktury, które pozwalają na generowanie przez światło zlokalizowanych plazmonów powierzchniowych. Wydajne sprzęganie fotonów do plazmonów elektrostatycznych wymaga pokrycia katody drobnymi elementami, które zapełniają gęsto całą jej powierzchnię. W tej pracy przedstawiamy trzy sposoby na efektywne wytworzenie struktur plazmonicznych w cienkich warstwach metalicznych aluminium. Są to: tworzenie wysokorozdzielczych siatek dyfrakcyjnych, wykorzystanie samoorganizacji nanowarstw aluminium w procesie napylania oraz litografia cienia.

EN

Thin film polymer solar cells cathode should be capable of light trapping within the cell. Therefore nanostructures which allow coupling of incydent light to localized plasmons are fabricated on the surface of metal layer. Dense nanopatterning of the whole cathode area provides efficient generation of electrostatic plasmons. In this work we present three methods to fabricate plasmonic nanostructures on Al thin films: recording of diffraction gratings with high spatial frequency and deep modulation, deposition of self-assembling Al nanoflakes and structuring by shadow nanosphere lithography.

Słowa kluczowe

PL

katoda; plazmony; fotowoltaika; siatki dyfrakcyjne; nanolitografia cienia; RCWA

EN

cathode; plasmons; photovoltaics; diffraction grating; shadow nanosphere lithography; RCWA

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 9
• Strony: 99--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., il.

Twórcy

autor

Ciesielski A.

• Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki

autor

Kasztelaniec R.

• Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki

autor

Pastuszczak A.

• Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki

autor

Stefaniuk T.

• Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki

autor

Wróbel P.

• Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki

autor

Szoplik T.

• Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki

autor

Stępień P.

• Polskie Systemy Holograficzne S.C. Warszawa

autor

Badeński M.

• Polskie Systemy Holograficzne S.C. Warszawa

Bibliografia

• [1] Craig F. Bohren, Donald R. Huffman, “Absorption and Scattering of Light by Small Particles”, John Wiley & Sons, New York, 1983.
• [2] J. Le Perchec, P. Quémerais, A. Barbara, T. López-Ríos, “Why metallic surfaces with grooves a few nanometers deep and wide may strongly absorb visible light”, Phys. Rev. Lett. 100(6), 066408 (2008).
• [3] A. Polyakov, S. Cabrini, S. Dhuey, B. Harteneck, P. J. Schuck, H. A. Padmore, “Plasmonic light trapping in nanostructured metal surfaces”, Appl. Phys. Lett. 98(20), 203104 (2011).
• [4] A. Polyakov, K. Thompson, Ch. Senft, S. Dhuey, B. Harteneck, X. Liang, J. P. Schuck, S. Cabrini, W. Wan, H. A. Padmore, “Photocathode performance improvement by plasmonic light trapping in nanostructured metal surfaces”, Proc. SPIE 8094, 809407 (2011).
• [5] P. Wróbel, T. Stefaniuk, A. Ciesielski, T. Szoplik, “Smooth Al nanolayers deposition on sapphire and quartz substrates”. Photonics Letters of Poland 5 (2), 42–44 (2013).
• [6] Gang Zhang, Dayang Wang, “Colloidal Lithography—The Art of Nanochemical Patterning”, Chem. Asian J. 4, 236–245 (2009).

Uwagi

PL

Praca została wykonana w ramach projektu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju nr PBS1/A5/27/2012.