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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

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

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    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]

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    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]

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    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]

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    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

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

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

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    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

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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

银纳米颗粒减反射特性的理论研究

  • 1. 上海交通大学物理系太阳能研究所,上海 200240
    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.

摘要: 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.

English Abstract

参考文献 (13)

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