基于氮化钛球形纳米颗粒二聚体用于等离子体太阳能电池的光捕获
光学
2023-07-11 v1 应用物理
摘要
利用等离子体效应的光捕获机制是提高光伏器件效率的极佳途径。等离子体二聚体形纳米颗粒在光吸收与散射方面十分有效，而基于二聚体TiN纳米颗粒的光伏研究几乎空白。本文证明了氮化钛在可见与近红外波段可作为其他等离子体材料的合适替代物。我们设计了一种用于光伏应用的TiN基球形二聚体等离子体纳米颗粒。我们与金属Ag、Au和Al进行比较分析，以确定TiN作为等离子体材料的性能。硅的平均吸收功率约为19%，在引入TiN纳米颗粒后，整个光谱范围内的平均吸收功率显著提升至约75%。TiN二聚体纳米颗粒具有最高的吸收截面，Qab值约6.2 W/m^2，大于Ag、Au和Al；其散射入衬底的光分数大于Au、Al且与Ag相当。对于15 nm半径，TiN二聚体在整个光谱范围内表现出比Ag、Au和Al二聚体更好的吸收增强g，峰值大于1。等离子体TiN纳米结构的最大光吸收效率约为35.46%。
引用
@article{arxiv.2307.04241,
title = {Light trapping using dimer of spherical nanoparticles based on titanium nitride for plasmonic solar cells},
author = {Nowshin Akhtary and Ahmed Zubair},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.04241},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 13 figures