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银纳米颗粒减反射特性的理论研究

韩涛 孟凡英 张松 汪建强 程雪梅

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银纳米颗粒减反射特性的理论研究

韩涛, 孟凡英, 张松, 汪建强, 程雪梅

Theoretical investigation of anti-reflection properties of Ag-nanoparticles

Han Tao, Meng Fan-Ying, Zhang Song, Wang Jian-Qiang, Cheng Xue-Mei
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  • 为增强晶体硅太阳电池的光利用效率,提高光电转换效率,研究了金属银纳米颗粒的光学散射性质.基于银纳米粒子表面等离子激元效应和MIE散射理论,采用Matlab数值计算,理论分析了不同银纳米颗粒尺寸和银粒子分布密度对太阳光谱各波长的散射特性.获得了实现高的光透过率所需最佳银纳米颗粒半径范围,研究发现随着银纳米颗粒半径增加,偶极峰红移、高极峰逐渐出现.定量地给出了最佳颗粒分布密度随银粒子半径的变化规律,建立了计算减反射膜透射率的理论方法,找到了银纳米颗粒光学透过率的简单函数表达式,能为实验研究提供理论指导.
    In order to trap more sunlight onto the crystalline silicon solar cell and improve the photo-electric conversion efficiency, it is very important to study the optical scattering properties of silver nanoparticles on silicon wafer. Based on localized surface plasmon effect and MIE scattering theory, using numerical calculation by Matlab, the scattering properties of solar spetra for different radius and density of silver nanoparticle are investigated in theory. The dependence of the optimal optical transmittance on the radius and density of Ag nanoparticle is obtained. Furthermore, it is found that the dipole peaks is redshifted and high mode peaks gradually emerges. Firstly this paper gives the variation of the best Ag nanoparticle density with the radius quantitively, the theoretical method calculating the transmittance of the nanoparticle antireflection film is also established. As a result, the simple functional expression of transmittance is deduced in this work, which provides a theoretical guidance for experimental research.
    • 基金项目: 上海应用材料国际科技合作基金(批准号:08520741400)和上海市优秀学科带头人计划(批准号:08XD14022)资助的课题.
    [1]

    Wenham S R, Green M A, Watt M E, Corkish R 2007 Applied Photovoltaics (London, UK: TJ International Ltd)

    [2]

    Liu Y S, Yang W H, Zhu Y Y, Chen J, Yang Z L, Yang J H 2009 Acta Phys. Sin. 58 4992 (in Chinese) [刘永生、杨文华、朱艳燕、陈 静、杨正龙、杨金焕 2009 物理学报 58 4992]

    [3]

    Wang K, Yang G, Long H, Li Y H, Dai N Y, Lu P X 2008 Acta Phys. Sin. 57 3862 (in Chinese) [王 凯、杨 光、龙 华、李玉华、戴能利、陆培祥 2008 物理学报 57 3862]

    [4]

    Huang Q, Wang J, Cao L R, Sun J, Zhang X D, Geng W D, Xiong S Z, Zhao Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 1980 (in Chinese) [黄 茜、王 京、曹丽冉、孙 建、张晓丹、耿卫东、熊绍珍、赵 颖 2009 物理学报 58 1980]

    [5]

    Hong X, Du D D, Qiu Z R, Zhang G X 2007 Acta Phys. Sin. 56 7219 (in Chinese) [洪 昕、杜丹丹、裘祖荣、张国雄 2007 物理学报 56 7219]

    [6]

    Barnes W L, Dereux A, Ebbesen T W 2003 Nature 424 824

    [7]

    Zhang H X, Gu Y, Gong Q H 2008 Chin. Phys. B 17 2567

    [8]

    Huang Q, Zhang X D, Wang S, Cao L R, Sun J, Geng W D, Xiong S Z, Zhao Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 2731 (in Chinese) [黄 茜、张晓丹、王 烁、曹丽冉、孙 建、耿卫东、熊绍珍、 赵 颖 2009 物理学报58 2731] 〖9] Li X, Zhai F F, Liu Y, Cao M S, Wang F C, Zhang X X 2007 Chin. Phys. 16 2769

    [9]

    Ding H, Shen C M, Hui C, Xu Z C, Li C, Tian Y, Shi X Z, Gao H J 2010 Chin. Phys. B 19 066102

    [10]

    Born M, Wolf E 1980 Electromagnetics Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light (London: Pergamon Press)

    [11]

    Bohren C F, Huffman D R 2004 Absorption and Scattering of Light by Small Particles (Weinheim: Wiley-VCH), pp102—104

    [12]

    Guo W J, Zhang Y, Li Q, Zhang S F 2008 Journal of Xinjiang University 25 2 (in Chinese) [郭伟杰、张 媛、李 强、张石峰 2008 新疆大学学报 25 2]

    [13]

    Temple T L, Mahanama G D K, Reehal H S, Bagnall D M 2009 Solar Energy Materials & Solar Cells 93 1978

  • [1]

    Wenham S R, Green M A, Watt M E, Corkish R 2007 Applied Photovoltaics (London, UK: TJ International Ltd)

    [2]

    Liu Y S, Yang W H, Zhu Y Y, Chen J, Yang Z L, Yang J H 2009 Acta Phys. Sin. 58 4992 (in Chinese) [刘永生、杨文华、朱艳燕、陈 静、杨正龙、杨金焕 2009 物理学报 58 4992]

    [3]

    Wang K, Yang G, Long H, Li Y H, Dai N Y, Lu P X 2008 Acta Phys. Sin. 57 3862 (in Chinese) [王 凯、杨 光、龙 华、李玉华、戴能利、陆培祥 2008 物理学报 57 3862]

    [4]

    Huang Q, Wang J, Cao L R, Sun J, Zhang X D, Geng W D, Xiong S Z, Zhao Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 1980 (in Chinese) [黄 茜、王 京、曹丽冉、孙 建、张晓丹、耿卫东、熊绍珍、赵 颖 2009 物理学报 58 1980]

    [5]

    Hong X, Du D D, Qiu Z R, Zhang G X 2007 Acta Phys. Sin. 56 7219 (in Chinese) [洪 昕、杜丹丹、裘祖荣、张国雄 2007 物理学报 56 7219]

    [6]

    Barnes W L, Dereux A, Ebbesen T W 2003 Nature 424 824

    [7]

    Zhang H X, Gu Y, Gong Q H 2008 Chin. Phys. B 17 2567

    [8]

    Huang Q, Zhang X D, Wang S, Cao L R, Sun J, Geng W D, Xiong S Z, Zhao Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 2731 (in Chinese) [黄 茜、张晓丹、王 烁、曹丽冉、孙 建、耿卫东、熊绍珍、 赵 颖 2009 物理学报58 2731] 〖9] Li X, Zhai F F, Liu Y, Cao M S, Wang F C, Zhang X X 2007 Chin. Phys. 16 2769

    [9]

    Ding H, Shen C M, Hui C, Xu Z C, Li C, Tian Y, Shi X Z, Gao H J 2010 Chin. Phys. B 19 066102

    [10]

    Born M, Wolf E 1980 Electromagnetics Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light (London: Pergamon Press)

    [11]

    Bohren C F, Huffman D R 2004 Absorption and Scattering of Light by Small Particles (Weinheim: Wiley-VCH), pp102—104

    [12]

    Guo W J, Zhang Y, Li Q, Zhang S F 2008 Journal of Xinjiang University 25 2 (in Chinese) [郭伟杰、张 媛、李 强、张石峰 2008 新疆大学学报 25 2]

    [13]

    Temple T L, Mahanama G D K, Reehal H S, Bagnall D M 2009 Solar Energy Materials & Solar Cells 93 1978

  • [1] 李瑶, 苏桐, 雷凡, 徐能, 盛立志, 赵宝升. 等离子体中X射线透过率分析及潜在通信应用研究. 物理学报, 2019, 68(4): 040401. doi: 10.7498/aps.68.20181973
    [2] 龙建飞, 张天平, 李娟, 贾艳辉. 离子推力器栅极透过率径向分布特性研究. 物理学报, 2017, 66(16): 162901. doi: 10.7498/aps.66.162901
    [3] 耿超, 郑义, 张永哲, 严辉. 硅薄膜太阳电池表面纳米线阵列光学设计. 物理学报, 2016, 65(7): 070201. doi: 10.7498/aps.65.070201
    [4] 江智宇, 王子仪, 王金金, 张荣君, 郑玉祥, 陈良尧, 王松有. 银纳米颗粒及阵列光传输性质的理论研究. 物理学报, 2016, 65(20): 207802. doi: 10.7498/aps.65.207802
    [5] 姚鑫, 丁艳丽, 张晓丹, 赵颖. 钙钛矿太阳电池综述. 物理学报, 2015, 64(3): 038805. doi: 10.7498/aps.64.038805
    [6] 严达利, 李申予, 刘士余, 竺云. 银纳米颗粒/多孔硅复合材料的制备与气敏性能研究. 物理学报, 2015, 64(13): 137102. doi: 10.7498/aps.64.137102
    [7] 严达利, 李申予, 刘士余, 竺云. 银纳米颗粒/多孔硅复合材料的制备与气敏性能研究. 物理学报, 2015, 64(13): 137104. doi: 10.7498/aps.64.137104
    [8] 丁东, 杨仕娥, 陈永生, 郜小勇, 谷锦华, 卢景霄. Al纳米颗粒增强微晶硅薄膜太阳电池光吸收的模拟研究. 物理学报, 2015, 64(24): 248801. doi: 10.7498/aps.64.248801
    [9] 曾湘安, 艾斌, 邓幼俊, 沈辉. 硅片及其太阳电池的光衰规律研究. 物理学报, 2014, 63(2): 028803. doi: 10.7498/aps.63.028803
    [10] 李思祺, 齐卫宏. Ag-Au二元纳米微粒吸收谱的计算. 物理学报, 2014, 63(11): 117802. doi: 10.7498/aps.63.117802
    [11] 杨振岭, 刘玉强, 杨延强. 银纳米颗粒对四苯基卟啉Q带荧光寿命的延长. 物理学报, 2012, 61(3): 037805. doi: 10.7498/aps.61.037805
    [12] 张淳民, 刘宁, 吴福全. 偏振干涉成像光谱仪中格兰-泰勒棱镜全视场角透过率的分析与计算. 物理学报, 2010, 59(2): 949-957. doi: 10.7498/aps.59.949
    [13] 梁林云, 戴松元, 胡林华, 戴俊, 刘伟庆. TiO2颗粒尺寸对染料敏化太阳电池内电子输运特性影响研究. 物理学报, 2009, 58(2): 1338-1343. doi: 10.7498/aps.58.1338
    [14] 王清华, 张颖颖, 来建成, 李振华, 贺安之. Mie理论在生物组织散射特性分析中的应用. 物理学报, 2007, 56(2): 1203-1207. doi: 10.7498/aps.56.1203
    [15] 吴青松, 赵 岩, 张彩碚, 李 峰. 片状三角形银纳米颗粒的自组织行为与光学特性. 物理学报, 2005, 54(3): 1452-1456. doi: 10.7498/aps.54.1452
    [16] 谢 耩, 温建忠, 汪国平, 王建波. 聚合物表面银纳米颗粒的大面积均匀沉积及其应用. 物理学报, 2005, 54(1): 242-245. doi: 10.7498/aps.54.242
    [17] 戴松元, 孔凡太, 胡林华, 史成武, 方霞琴, 潘 旭, 王孔嘉. 染料敏化纳米薄膜太阳电池实验研究. 物理学报, 2005, 54(4): 1919-1926. doi: 10.7498/aps.54.1919
    [18] 曾隆月, 戴松元, 王孔嘉, 史成武, 孔凡太, 胡林华, 潘 旭. 染料敏化纳米ZnO薄膜太阳电池机理初探. 物理学报, 2005, 54(1): 53-57. doi: 10.7498/aps.54.53
    [19] 徐炜炜, 戴松元, 方霞琴, 胡林华, 孔凡太, 潘 旭, 王孔嘉. 电沉积处理与染料敏化纳米薄膜太阳电池的优化. 物理学报, 2005, 54(12): 5943-5948. doi: 10.7498/aps.54.5943
    [20] 胡志华, 廖显伯, 曾湘波, 徐艳月, 张世斌, 刁宏伟, 孔光临. 纳米硅(nc-Si:H )/晶体硅(c-Si)异质结太阳电池的数值模拟分析. 物理学报, 2003, 52(1): 217-224. doi: 10.7498/aps.52.217
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-04-22
  • 修回日期:  2010-06-04
  • 刊出日期:  2011-01-05

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