渔网超结构的等离激元模式及其对薄膜电池的陷光调控

作     者：姜悦 王淑英 王治业 周华 卡马勒 赵颂 沈向前 Jiang Yue;Wang Shu-Ying;Wang Zhi-Ye;Zhou Hua;Ka Ma-Le;Zhao Song;Shen Xiang-Qian

作者机构：新疆大学物理科学与技术学院新疆固态物理与器件重点实验室乌鲁木齐830046 山东大学物理学院济南250100 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11804050) 新疆自治区高校科研计划(自然科学项目)(批准号:XJEDU2017S004) 新疆自治区自然科学基金(批准号:2018D01C048)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2021年第70卷第21期

页      码：385-390页

摘      要：渔网超结构具有平面、近光学无损、特定光场中可以激发表面等离激元等特点,在增强光子器件的响应效率方面极具潜力.本文基于时域有限差分方法和严格耦合波分析,系统研究了渔网超结构的等离共振模式及其对晶硅薄膜电池的光波调控性能.研究结果表明,渔网结构对光波的吸收、散射和消光特性强烈依赖金属层的厚度、线宽、周期等特征参数.通过优化设计,使共振峰红移至770 nm,相对消光截面达到1.69,同时散射光在消光光谱中占据主导地位.以此构筑的响应层厚度为2μm的晶硅薄膜电池在波长大于800 mm的波段吸收效率显著增强,电池最终的能量转换效率从6.67%提高到了8.25%.光强分布显示,共振导致的背向散射增强和光子传播方向的大角度偏转是实现电池响应增益的重要原因.

主 题 词：渔网超结构 等离激元 光学调控 能量效率 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.70.20210693

馆 藏 号：203106025...