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J-GLOBAL ID：201702263650077326   整理番号：17A1406678

1Dフォトニック結晶との結合および有限コヒーレンス長の計算による色素増感型太陽電池における光捕獲の強化

Enhanced light trapping in dye-sensitized solar cell by coupling to 1D photonic crystal and accounting for finite coherence length

著者 (3件)： CHAUDHARI Mayank K. (Shri Ramswaroop Memorial Univ., Lucknow, IND) ,  SINGH Bipin K. (Indian Inst. of Technol. (Banaras Hindu Univ.), Varanasi, IND) ,  PANDEY Praveen C. (Indian Inst. of Technol. (Banaras Hindu Univ.), Varanasi, IND)
資料名： Journal of Modern Optics  (Journal of Modern Optics)
巻： 64  号： 19-21  ページ： 2385-2393  発行年： 2017年11月20日 
JST資料番号： D0250A  ISSN： 0950-0340  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 再生可能な資源に対する強い要請によって,効率的かつ経済的に実現可能な太陽電池の開発が進んできた。結晶シリコンベースの太陽電池は高い変換効率を示すが,高コストのために商業化および利用が妨げられている。色素増感型太陽電池(DSC)のような薄膜太陽電池は,非常に有望な費用対効果の優れた代替品として浮上してきた。本稿では,1次元フォトニック結晶(1D PC)と結合したDSCの集光効率の向上の原因を,コヒーレントおよび幾何学的に結合した光学アプローチを用いて研究した結果を報告する。このアプローチは,必要な箇所での干渉の効果を考慮し,厚い層に関する等比数列を用いて単に強度の加算を行うので,より正確で効率的である。分析結果から,PCの存在がBragg鏡効果を生じ,フォトニックバンドギャップおよびバンド端においてフォトンの捕獲が大幅に増大することが分かった。PCの光学的効果とは別に,層の厚さが厚いほど,表面に固着した色素量の増加による吸収も増大することが分かった。反射スペクトルと電場の空間的分布から,PCの光学応答に対する深い洞察が得られた。1D PCを用いた場合の選択的光子閉じ込めによる光収穫の増強も示した。結合したPCから成るDSCの性能の様々な構造パラメータおよび光の入射角に対する依存性も計算し,PCベースの太陽電池の設計および最適化に関する実際的な指針が得られた。吸収の深さプロファイルおよび光キャリアの生成速度プロファイルを計算し,太陽電池の性能を蓄積された光キャリアの生成速度の観点から分析した。最後に,太陽電池の太陽光入射角応答を改善するための戦略も提案した

シソーラス用語： *フォトニック結晶 ,  *一次元 ,  *太陽電池 ,  *光トラッピング ,  *効率 ,  *集光 ,  フォトニックバンドギャップ ,  バンド構造 ,  反射スペクトル ,  分布
準シソーラス用語： *色素増感型太陽電池 ,  光捕獲 ,  集光効率 ,  バンド端 ,  電場分布

分類 (1件)： 太陽電池  (NC03084O)

タイトルに関連する用語 (7件)： 1D ,  フォトニック結晶 ,  コヒーレンス長 ,  計算 ,  色素増感型太陽電池 ,  光捕獲 ,  強化