작은 금속 나노 입자가 태양전지의 활성층 내에 임베디드되면 광 안테나와 LSPR(localized surface plasmon resonace)에 에너지를 저장하는 역할을 할 수 있다(그림 6b).
표면 플라즈몬의 여기는 ohmic dissipation에 의해 금속 입자 내에서 없어 지거나 주위 반도체에 의한 흡수될 수 있다.
광학적 near-field를 강화시키기 위해서는 금속 입자의 크기가 작아질 필요가 있다.
플라즈몬 여기와 주위 반도체 여기 사이의 커플링 효율은 나노 입자의 크기와 모양, 임베디드된 입자 간 간격과 두께, 임베디드 층의 유전상수에 의존한다.
광전류 생성에 대한 near-field 효과는 얇고 광흡수력이 약한 유기 태양전지에서 더 클 것으로 기대하지만 금속 나노 입자에 의한 옴 손실이 더 심각해서 유기 광활층 내에서 충분한 광흡수는 기대하기 어렵다.
임베디드 금속 나노 입자에 의한 또 다른 단점은 금속과 반도체 사이 계면에서 여기 상태의 induced quenching이다. 이것은 아주 쉽게 광흡수 증가에 의한 이득을 상쇄시켜 버린다.
불활성 피복층으로 금속 나노 입자를 격리 시키는 것은 금속/반도체 계면에서 전기적 손실을 없애 주지만 near-field 흡수에 의한 이득을 감소시킨다.
이런 것들로 인해 금속 나노 입자를 광활성층에 임베디드 시키는 것은 오히려 광전류 생성에 좋지 않다.
참고: Light trapping in thin film organic solar cells, Zheng Tang, et al. Material Today・Volume 17, Number 8・October 2014
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