나노구조가 태양전지 전면(front surface)에 있는 경우

나노구조가 셀 전면에 있으면 광이 반도체층과 결합되기 위한 효과적인 경로가 제공 되기 때문에  반사율이 줄어든다. 

예를 들어, 많은 태양전지에서 전기적 접촉으로 사용되는 투명 전도 산화막은 어느 정도의 광포획을 얻기 위해 거칠기를 가졌다. 

고굴절률 나노구조의 크기와 모양을 세심하게 엔지니어링하는 것은 광을 반도체로 더 많이 들어가게 하는 지역화된 Mie 공명을 이끈다. 

보통 흡수층의 굴절률이 주변 보다 크기 때문에 Mie 공명의 여기는 더 높은 mode density에 의해 흡수층으로 산란을 우선적으로 야기한다. 

이 매케니즘은 ZnO 나노빔이 있는 a-Si 셀에서 효과적인 광포획 뿐아니라 나노크기의 Si 말뚝 어레이(그림 4b)로 패턴된 단결정 Si의 검은 외관을 설명하기 위해 제안되었다. 

이 나노구조 표면에 대한 광학 시뮬레이션은 Mie 공명의 여기를 확실히 보여준다; 필드 분포가 고굴절률 흡수층으로 확장되어 있다(그림 4c).

이것으로 부터 이미 완성된 태양전지의 전면에 Mie 공명을 제공할 수 있는 나노구조를 포함하는 광포획층을 실현하면 셀의 성능을 향상시킬 수 있다.  

예를 들어, Mie 공명을 제공하는 정렬된 유전체 구(sphere) 어레이의 배치가 박막 a-Si 태양전지의 효율을 증가시켰다.  

참고:  Light management for photovoltaics using high-index nanostructures,  Mark L. Brongersma, et al., Nature Materials, published online: 22 April 2014⎜DOI: 10.1038/NMAT3921