Study on photonic-crystal effects on photovoltaic materials towards efficient photovoltaic devices

光伏材料的光子晶体效应研究以实现高效光伏器件

基本信息

  • 批准号:
    23686050
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 17.14万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2011-04-01 至 2014-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We demonstrate an enhancement of the optical absorption and photoelectric-conversion efficiency of an ultrathin (50 nm) silicon active-layer photodetecting device using a two-dimensional photonic crystal. We show both experimentally and with simulations that the incident-light absorption within the active layer is enhanced by optical-resonance effects at the photonic band edge. We also find that a photonic crystal with deeper holes can lead to an even larger absorption enhancement due to better Q-factor matching between the photonic band-edge modes and the intrinsic material absorption. The experimentally observed photocurrent of the fabricated photonic crystal sample is increased by a factor of around 20 at the photonic band-edge wavelength relative to that of a control sample without the photonic crystal which is attributed to the improved Q matching. We also investigate broadband optical absorption enhancement in thin silicon photovoltaic devices by photonic crystal.
我们展示了一个增强的光吸收和光电转换效率的一个半导体(50 nm)硅有源层光电探测器件使用二维光子晶体。我们的实验和模拟表明,在有源层内的入射光吸收增强的光子带边的光共振效应。我们还发现,具有更深的孔的光子晶体可以导致更大的吸收增强,由于更好的Q-因子之间的光子带边模式和本征材料吸收匹配。实验观察到的光子晶体样品的光电流增加了约20倍,在光子带边波长相对于没有光子晶体的控制样品,这是由于改善的Q匹配。我们还研究了光子晶体对薄硅光伏器件宽带光吸收的增强作用。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Enhancement of light emission and absorption in silicon photonic crystals
硅光子晶体中光发射和吸收的增强
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Fujita;Y. Tanaka and S. Noda
  • 通讯作者:
    Y. Tanaka and S. Noda
Capturing and absorbing a terahertz wave by a photonic-crystal slab
通过光子晶体板捕获和吸收太赫兹波
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Kakimi;M. Fujita;M. Nagai;M. Ashida and T. Nagatsuma
  • 通讯作者:
    M. Ashida and T. Nagatsuma
光起電力素子の光電変換効率増大に向けたフォトニック結晶共振作用の最適化(VI)~超格子構造の導入~
提高光伏器件光电转换效率的光子晶体谐振优化(VI)~超晶格结构介绍~
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中良典,川本洋輔;Ardavan Oskooi,冨士田誠之,重田博昭,野田進
  • 通讯作者:
    Ardavan Oskooi,冨士田誠之,重田博昭,野田進
Terahertz-wave absorbers using a photonic crystal slab
使用光子晶体板的太赫兹波吸收器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Kakimi;M. Fujita;M. Nagai;M. Ashida and T. Nagatsuma
  • 通讯作者:
    M. Ashida and T. Nagatsuma
Enhancement of optical absorption in solar cells by band-edge effect of photonic crystals. I — Formation of multiple bandedges
通过光子晶体的带边效应增强太阳能电池的光吸收 I — 多个带边的形成。
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    山内淳矢,土井護,伊吹竜也,畑中健志,藤田政之
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    $ 17.14万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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    2002
  • 资助金额:
    $ 17.14万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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  • 批准号:
    12650440
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 17.14万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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    10650427
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    1998
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    $ 17.14万
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    08875003
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 17.14万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
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    60780246
  • 财政年份:
    1985
  • 资助金额:
    $ 17.14万
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    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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  • 批准号:
    X00040----920823
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  • 资助金额:
    $ 17.14万
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    Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
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  • 批准号:
    X46070------8227
  • 财政年份:
    1971
  • 资助金额:
    $ 17.14万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
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知道了