Self-organized Au-GaAs metal-semiconductor micro- and nanostructures for applications in plasmonic photovoltaics
DOI:
https://doi.org/10.17721/1812-5409.2021/3.26Ключові слова:
сонячний елемент, арсенід галію, наночастинка, поверхневий плазмонАнотація
Au-GaAs metal-semiconductor composite microstructures have been prepared by an anisotropic etching of n-GaAs (100) wafers doped with Te (1016 to 1017 cm-3) with subsequent photostimulated chemical deposition of noble metal (Au) on formed semiconductor quasigratings. The microrelief topology of GaAs surface is controlled by the anisotropic etching conditions. Au metal was deposited on the structured GaAs surface as randomly placed nanoparticles of various shape and size and/or nanowires on the top of the hills of formed semiconductor microstructure. As the number of Au nanoparticles increases, they tend to localize on the ledges of the GaAs microrelief forming a system of approximately parallel nanowires. Obtained periodic structures with submicron to microns periods without Au nanoparticles and with deposited nanoparticles have been studied by means of scanning electron microscopy, optical spectroscopy (photoluminescence spectroscopy at room temperature), and photoelectric measurements. The decrease of the relative intensity of main photoluminescence band for samples with Au nanostructures compared to ones without nanoparticles deposition and simultaniously changes of the shape of photocurrent spectra of Au-GaAs microstructures have been observed. Such correlation in behaviour of measured spectra make formed Au-GaA metal-semiconductor microstructures perspective for the application in plasmonic photovoltaics.
Pages of the article in the issue: 139 - 142
Language of the article: English
Посилання
DOU, B., JIA, R., XING, Z., YAO, X., XIAO, D., Z. Jin, & LIU, X. (2021) Enhanced Performance of Nanotextured Silicon Solar Cells with Excellent Light-Trapping Properties. Photonics. 8(7). p. 272.
SPINELLI, P., FERRY, V.E., VAN de GROEP, J., VAN LARE, M., VERSCHUUREN, M.A., SCHROPP, R.E.I., ATWATER, H.A. & POLMAN, A. (2012) Plasmonic light trapping in thin-film Si solar cells. Journal of Optics. 14 (2). p. 024002.
ENRICHI, F., QUANDT, A. & RIGHINI, G. C. (2018) Plasmonic enhanced solar cells: Summary of possible strategies and recent results. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 82 (3). p. 2433-2439.
PAPEZ, N., DALLAEV, R., ŢALU, S. & KASTYL, J. (2021) Overview of the Current State of Gallium Arsenide-Based Solar Cells. Materials. 14 (11). p. 3075.
DMITRUK, N.L., BORKOVSKAYA, O.Yu., MAMONTOVA, I.B., MAMYKIN, S.V., MALYNYCH, S.Z. & ROMANYUK, V.R. (2015) Metal nanoparticle-enhanced photocurrent in GaAs photovoltaic structures with microtextured interfaces. Nanoscale Research Lett. 10. p. 72.
LIU, X., JIA, L., FAN, G., GOU, J., LIU, S.F. & YAN, B. (2016) Au nanoparticle enhanced thin-film silicon solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells. 147. p. 225-234.
BEREZOVSKA N., DMITRUK, I., KALYUZHNYY, A., DMYTRUK, A. & BLONSKYI, I. (2018) Self-Organized Structuring of Surface of Metal-Semiconductor Composite by Femtosecond Laser Processing. Ukrainian Journal of Physics. 63 (5). p. 406-412.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, роботи яких публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- Автори зберігають авторські права та надають журналу право на першу публікацію роботи, яка одночасно ліцензується згідно із Creative Commons Attribution License, тобто надається дозвіл іншим ділитися роботою з визнанням авторства роботи та першої публікації в цьому журналі.
- Автори можуть укладати окремі додаткові угоди щодо невиключного розповсюдження опублікованої журналом версії роботи (наприклад, розмістити її у репозитарії наукової установи чи опублікувати у книзі) з підтвердженням її початкової публікації у цьому журналі.
- Дозволяється та заохочується розміщення своїх робіт в мережі Інтернет авторами (наприклад, у репозитаріях наукових установ або на особистих веб-сторінках) до та під час процесу подання, оскільки це може призвести до продуктивного обміну, а також до більш ранніх цитувань опублікованої роботи та їх більшої кількості (див. The Effect of Open Access).
