高折射率纳米线谐振器中的宽带量子效率增强
介观与纳米尺度物理
2023-07-19 v1 材料科学
光学
摘要
亚波长半导体纳米线(NWs)中的光捕获为同时降低材料消耗并提升光伏性能提供了一条可行途径。然而，在现有纳米线光子器件中，由光吸收截面与纳米线直径之比定义的纳米线吸收效率徘徊在1左右，且吸收增强的光谱宽度较窄。在此，我们通过实验观察到硫化铅(PbS)纳米线谐振器中高达350%的外量子效率(EQE)（相较硅纳米线提升3倍），表明高折射率纳米线中的吸收效率可显著提升。此外，在单根锥形纳米线中实现了宽带吸收增强，其中不同波长的光在具有不同直径的分段被吸收，类似于串联太阳能电池。总体而言，单纳米线肖特基结太阳能电池得益于光学共振、近带隙开路电压以及长少数载流子扩散长度，展现出可与单根Si NW同轴p-n结电池11相当的功率转换效率(PCE)，但制造工艺更为简单。
引用
@article{arxiv.1502.05418,
title = {Broadband Quantum Efficiency Enhancement in High Index Nanowires Resonators},
author = {Yiming Yang and Xingyue Peng and Steven Hyatt and Dong Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.05418},
year = {2023}
}