Verbesserung der lokalen Absorptionseffizient in dünnen Schichten mit Hilfe von resonanten Strukturen

Hohe Absorptionswerte und dünne Schichten erscheinen zwei widersprüchliche Ziele zu sein und sind dennoch in vielen Bereichen wünschenswert, so zum Beispiel in der Photovoltaik, bei Photodetektoren und Sensoren. Die jeweiligen Herstellungsverfahren sind häufig auf eine feste Auswahl von Schichtdicken und Materialien beschränkt, wodurch die Zahl der Freiheitsgrade stark reduziert wird. Ein eleganter Ansatz zur Steigerung der Absorptionseffizienz ist die Einführung resonanter Strukturen auf oder innerhalb der aktiven Schichten. Entsprechende Effekte wurden bereits mehrfach für eine Effizienzsteigerung von Solarzellen erprobt[1]. Wir verwenden das Konzept der Lokalen Absorption in unseren rigorosen Simulationen und sind damit in der Lage, auch in dünnen Schichten die Absorption lokal zu steuern und optimieren. Wir stellen diesen Ansatz und experimentelle Ergebnisse vor. [1] Y. Park, E. Drouard et al., "Absorption enhancement using photonic crystals for silicon thin film solar cells," Opt. Express 17, 14312-14321 (2009).