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電磁波解析ソリューション Poynting 高周波解析向け汎用電磁波解析ソフトウェア

Poynting for Optics 解析事例:
ナノ金粒子の局在表面プラズモンを用いたシリコン太陽電池の解析

解析モデル

ナノ金粒子を表面に付加したシリコン太陽電池の解析モデル

ナノ金粒子(直径100nm)シリコン基板→周期性を考慮し、1セル分だけ切り出し→平面波(微分ガウス波形)ナノ金粒子(直径100nm)シリコン基板・x、y方向は周期境界条件・z方向はPML吸収境界条件

解析結果(電界分布@550nm)

シリコン平面基板との比較(3次元図)

平面波 シリコン基板
シリコン平面基板のみ

平面波 ナノ金粒子 局在表面プラズモン
シリコン平面基板上にナノ金粒子あり

シリコン平面基板との比較(xz平面)

平面波 表面
シリコン平面基板のみ

平面波 ナノ金粒子 局在表面プラズモン ナノ金粒子により、シリコン基板中に電界が散乱される
シリコン平面基板上にナノ金粒子あり

まとめ

  • ナノ金粒子による局在表面プラズモン増強を用いたシリコン太陽電池の解析
    • 3次元CAD機能を用いたモデル化が可能
    • Lorentz-Drudeモデルを用いた分散媒質が設定可能
  • 金、シリコンの分散媒質特性を考慮した広帯域解析が可能
    • 金が負の誘電率を持つ条件での解析も可能
  • ナノ金粒子の局在表面プラズモンとシリコン平面基板の相互作用を詳細に解析
    • シリコン平面基板との比較
    • ナノ金粒子の局在表面プラズモンによりシリコン基板内へ電磁界が散乱
    • シリコン平面基板のみの場合より、ナノ金粒子による太陽電池の吸収効率改善が期待できる

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