光入射角度等对银纳米粒子增强硅薄膜光吸收效率的研究
本文选题：等离子体共振效应 切入点：有限时域差分法 出处：《长春理工大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：能源技术的发展是推动人类科技进步的重要组成,现阶段随着科学技术的进步,传统能源已逐渐无法满足人类历史发展的进程,人类对新型能源技术的探索从未止步。太阳能作为一种环保、可再生利用能源,从其诞生开始就一直是科研工作者的焦点。本文主要针对薄膜型太阳能硅基板进行研究,采用银纳米颗粒对其进行增强,论述了光入射角度等条件对其结构光吸收效率的影响。研究主要从以下几个方面进行:首先针对金属纳米颗粒等离子体共振效应的产生及影响因素进行了理论分析,重点阐述了表面等离子体共振及局域等离子体共振对结构光吸收增强的方式机理,为后文模拟分析提供理论支撑。采用FDTD solution有限时域差分法模拟分析软件对当前问题进行了模型化求解,模拟中首先对不同形状银纳米颗粒结构的等离子体共振及消光特性影响进行求解计算;其次对银纳米颗粒不同粒子大小的光吸收效率进行了模拟分析,通过这两部分初步确定了当前模型中银纳米颗粒的最佳参数,为后续研究光入射角度条件对结构吸收率的影响做准备。最后通过建立不同偏振状态下入射角度对银纳米颗粒增强硅基薄膜光吸收率的模拟实验,分析了对于不同偏振光的斜入射对当前结构吸收率的影响,并对其结果进行了理论化分析研究。
[Abstract]:The development of energy technology is an important component of promoting the progress of human science and technology. At present, with the progress of science and technology, traditional energy has gradually failed to meet the historical development process of mankind. As a kind of environmental protection and renewable energy, solar energy has been the focus of researchers since its birth. This paper mainly focuses on thin film solar silicon substrate. Silver nanoparticles were used to enhance it. The influence of the incident angle of light on the light absorption efficiency of the structure is discussed. The research is mainly carried out in the following aspects: firstly, the generation of plasmon resonance effect of metal nanoparticles and its influencing factors are analyzed theoretically. The mechanism of the enhancement of structural light absorption by surface plasmon resonance and local plasmon resonance is described in detail. In order to provide theoretical support for the simulation and analysis later, the FDTD solution finite difference time-domain method is used to model and solve the current problems. In the simulation, the effects of plasmon resonance and extinction characteristics of silver nanoparticles with different shapes are calculated, and the optical absorption efficiency of silver nanoparticles with different sizes is analyzed. Through these two parts, the optimum parameters of silver nanoparticles in the current model were preliminarily determined. In order to study the effect of light incidence angle condition on the structure absorptivity, a simulation experiment of silver nanoparticles enhanced photoabsorption of silicon based thin films was carried out at different incident angles under different polarization states. The influence of oblique incidence of different polarized light on the absorptivity of the current structure is analyzed, and the results are theoretically studied.
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O484.41;TM914.4
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，本文编号：1634446
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