[00869550]表面等离激元增强型光俘获及光电转换器件

针对绿色太阳能的开发利用包含光热和光电两个方面，传统器件将光能转化为热能或电能过程中，材料固有的工作波段及较弱的陷光能力无法满足实际需求。而贵金属纳米结构由于可激发表面等离激元共振，对入射光具有超强的近场光操控作用。因此，基于表面等离激元的光俘获及光电转换等功能器件已被世界高度重视。具有宽带高效光俘获性能的表面等离激元器件可直接用作太阳能光热元件，而表面等离激元增强的光电转换器件有望实现更轻薄更高效的太阳能电池组件。 有机太阳能电池是绿色太阳能开发利用研究领域中的重要研究课题。传统有机太阳能电池的平直型背电极仅能支持腔共振光子模式的激发，陷光能力较弱。该团队创新性设计了一系列将平直型背电极凹凸化成不同形貌的金属纳米光栅结构，特别在P3HT∶PCBM体系的电池结构中引入了一种超短周期（～20nm）的金属Ag光栅背电极，相比于传统平直型背电极电池结构，该电池活性层的光吸收能力在TM偏振下提高了2倍，并首次利用表面等离激元热点效应解释了这一短周期金属光栅增强电池活性层光吸收的机理所在，这一工作为表面等离激元增强有机太阳能电池的研究提供了新的理解和认识。