A carregar...
Publicação
Fourier microscopy for the characterization of plasmonic solar cells
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 3.06 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
The recent advances in different fields regarding nanomaterials and plasmonic devices urge for the
improvement and development of new high accuracy tools for their characterization. Among those devices are
plasmonic solar cells with metallic nanoparticles embedded on their composition. Those cells have been a
recurrent topic of research in the scientific community due to their unique properties derived from the interac-
tions of the particles with the incident light. Due to their size and physical properties, those cells and similar
devices, could benefit from a time and cost-efficient method to measure their properties under different illu-
mination angles. Therefore, this thesis proposes a Fourier optical setup based on lenses and microscopy prin-
ciples to characterize plasmonic solar cells. The current given by the cells under different illumination angles
is studied aiming to understand the impact of metallic nanoparticles with different sizes and spacing in a bulk
heterojunction organic solar cell. Furthermore, to support those measurements, simulations are performed with
different software packages, namely Lumerical, MATLAB and COMSOL. The proper alignment of the optical
setup is thereby explained in detail, as well as its characterization. Ultimately, it is shown that the setup is
reliable, although the solar cells studied do not seem to benefit from the illumination under different incident
angles.
Os recentes avanços em diferentes áreas relacionadas com nanomateriais e dispositivos plasmónicos exigem o aprimoramento e desenvolvimento de novas ferramentas de alta precisão para a sua caracterização. Entre esses dispositivos estão células solares plasmónicas com nanopartículas metálicas embutidas na sua composição. Este tipo de células tem sido um tema recorrente de pesquisa na comunidade científica devido às suas propriedades únicas derivadas das interações das partículas com a luz incidente. Devido ao seu tamanho e propriedades físicas, essas células e outros dispositivos semelhantes, podem beneficiar de um método barato e eficiente para medir as suas propriedades sob diferentes ângulos de iluminação. Esta tese propõe assim uma setup ótica de Fourier baseada nos princípios físicos de lentes e de microscopia, para caracterizar células sola- res plasmónicas. A corrente produzida pelas células sob diferentes ângulos de iluminação é estudada com o objetivo de entender o impacto de nanopartículas metálicas com diferentes tamanhos e espaçamento entre si, em uma célula solar orgânica de heterojunção. Além disso, são realizadas simulações com diferentes softwares, nomeadamente Lumerical, MATLAB e COMSOL. O alinhamento da setup ótica é explicado em detalhe, assim como a sua caracterização. Por fim, é demonstrado que a configuração é confiável, embora as células solares estudadas não beneficiem com diferentes ângulos de iluminação.
Os recentes avanços em diferentes áreas relacionadas com nanomateriais e dispositivos plasmónicos exigem o aprimoramento e desenvolvimento de novas ferramentas de alta precisão para a sua caracterização. Entre esses dispositivos estão células solares plasmónicas com nanopartículas metálicas embutidas na sua composição. Este tipo de células tem sido um tema recorrente de pesquisa na comunidade científica devido às suas propriedades únicas derivadas das interações das partículas com a luz incidente. Devido ao seu tamanho e propriedades físicas, essas células e outros dispositivos semelhantes, podem beneficiar de um método barato e eficiente para medir as suas propriedades sob diferentes ângulos de iluminação. Esta tese propõe assim uma setup ótica de Fourier baseada nos princípios físicos de lentes e de microscopia, para caracterizar células sola- res plasmónicas. A corrente produzida pelas células sob diferentes ângulos de iluminação é estudada com o objetivo de entender o impacto de nanopartículas metálicas com diferentes tamanhos e espaçamento entre si, em uma célula solar orgânica de heterojunção. Além disso, são realizadas simulações com diferentes softwares, nomeadamente Lumerical, MATLAB e COMSOL. O alinhamento da setup ótica é explicado em detalhe, assim como a sua caracterização. Por fim, é demonstrado que a configuração é confiável, embora as células solares estudadas não beneficiem com diferentes ângulos de iluminação.
Descrição
Palavras-chave
Microscopy Fourier Solar cells Illumination angle dependency