Nanoparticle stacks with graded refractive indices enhance the omnidirectional light harvesting of solar cells and the light extraction of light-emitting diodes

Advanced Functional Materials

Volumn 23, Issue 11, 2013, Pages 1412-1421

  Fang, Cheng Yi ^a   Liu, Yu Lun ^a   Lee, Yang Chun ^a   Chen, Hsuen Li ^a   Wan, De Hui ^a   Yu, Chen Chieh ^a  

^a NATIONAL TAIWAN UNIVERSITY   (Taiwan)

Author keywords

dielectric nanoparticles; graded refractive indices; light extraction; light harvesting; scattering

Indexed keywords

DIELECTRIC NANOPARTICLES; GRADED REFRACTIVE INDICES; LIGHT EXTRACTION; LIGHT-EXTRACTION EFFICIENCY; LIGHT-HARVESTING; NANOPARTICLE (NPS); PHOTOLUMINESCENCE INTENSITIES; THREE DIMENSIONAL FINITE DIFFERENCE TIME DOMAINS;

HARVESTING; NANOPARTICLES; OPTICAL CONSTANTS; OPTOELECTRONIC DEVICES; REFRACTIVE INDEX; SCATTERING; SEMICONDUCTOR QUANTUM WELLS; SOLAR CELLS; SURFACE ROUGHNESS; THREE DIMENSIONAL COMPUTER GRAPHICS; TRACKING (POSITION);

LIGHT EMITTING DIODES;

EID: 84874958953     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201201949     Document Type: Article

References (54)

1. H. Nagel, A. G. Aberle, R. Hezel, Prog. Photovoltiacs 1999, 7, 245.
2. S. H. Lee, I. Lee, J. Yi, Surf. Coat. Technol. 2002, 153, 67.
3. K. Q. Peng, X. Wang, L. Li, X. L. Wu, S. T. Lee, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6872.
4. M. D. Kelzenberg, S. W. Boettcher, J. A. Petykiewicz, D. B. Turner-Evans, M. C. Putnam, E. L. Warren, J. M. Spurgeon, R. M. Briggs, N. S. Lewis, H. A. Atwater, Nat. Mater. 2010, 9, 239.
5. J. Q. Xi, J. K. Kim, E. F. Schubert, Nano Lett. 2005, 5, 1385.
6. K. Q. Peng, S. T. Lee, Adv. Mater. 2011, 23, 198.
7. J. Zhu, C. M. Hsu, Z. F. Yu, S. H. Fan, Y. Cui, Nano Lett. 2010, 10, 1979.
8. Y. L. Li, H. Y. Yu, J. S. Li, S. M. Wong, X. W. Sun, X. L. Li, C. W. Cheng, H. J. Fan, J. Wang, N. Singh, P. G. Q. Lo, D. L. Kwong, Small 2011, 7, 3138.
9. J. W. Leem, Y. M. Song, Y. T. Lee, J. S. Yu, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 2010, 100, 891.
10. D. H. Wan, H. L. Chen, S. Y. Chuang, C. C. Yu, Y. C. Lee, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 20567.
11. S. C. Tseng, H. L. Chen, C. C. Yu, Y. S. Lai, H. W. Liu, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 5020.
12. K. L. Kelly, E. Coronado, L. L. Zhao, G. C. Schatz, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 668.
13. D. M. Schaadt, B. Feng, E. T. Yu, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 063106.
14. S. Pillai, K. R. Catchpole, T. Trupke, M. A. Green, J. Appl. Phys. 2007, 101, 093105.
15. S. P. Sundararaian, N. K. Grady, N. Mirin, N. J. Halas, Nano Lett. 2008, 8, 624.
16. D. H. Wan, H. L. Chen, T. C. Tseng, C. Y. Fang, Y. S. Lai, F. Y. Yeh, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3064.
17. T. H. Chang, P. H. Wu, H. Chen, C. H. Chan, C. C. Lee, C. C. Chen, Y. K. Su, Opt. Express 2009, 17, 6519.
18. Y. A. Akimov, W. S. Koh, S. Y. Sian, S. Ren, Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 073111.
19. B. G. Lee, P. Stradins, D. L. Young, K. Alberi, T. K. Chuang, J. G. Couillard, H. M. Branz, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 064101.
20. Y. Wang, L. Chen, H. Yang, Q. Guo, W. Zhou, M. Tao, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009, 93, 85.
21. D. Derkacs, W. V. Chen, P. M. Matheu, S. H. Lim, P. K. L. Yu, E. T. Yu, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 091107.
22. C. K. Huang, H. H. Lin, J. Y. Chen, K. W. Sun, W. L. Chang, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2011, 95, 2540.
23. J. Grandidier, D. M. Callahan, J. N. Munday, H. A. Atwater, Adv. Mater. 2011, 23, 1272.
24. S. Nunomura, A. Minowa, H. Sai, M. Kondo, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 063507.
25. J. Grandidier, M. Deceglie, D. Callahan, H. Atwater, J. Photonics Energy 2012, 2, 024502.
26. B. D. Park, J. W. Leem, J. S. Yu, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 2011, 105, 335.
27. Y. P. Chen, H. C. Chiu, G. Y. Chen, C. H. Chiang, C. T. Tseng, C. H. Lee, L. A. Wang, Microelectron. Eng. 2010, 87, 1323.
28. E. Trichas, M. Kayambaki, E. Iliopoulos, N. T. Pelekanos, P. G. Savvidis, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 173505.
29. T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E. L. Hu, S. P. DenBaars, S. Nakamura, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 855.
30. D. W. Kim, H. Y. Lee, M. C. Yoo, G. Y. Yeom, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 052108.
31. D. H. Kim, C. O. Cho, Y. G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, Q. H. Park, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 203508.
32. C. Battaglia, J. Escarre, K. Soderstrom, M. Charriere, M. Despeisse, F. J. Haug, C. Ballif, Nat. Photonics 2011, 5, 535.
33. J. Grandidier, D. Callahan, J. Munday, H. Atwater, IEEE J. Photovoltaics 2012, 2, 123.
34. K. H. Dai, C. B. Soh, S. J. Chua, L. S. Wang, D. X. Huang, J. Appl. Phys. 2011, 109, 083110.
35. K. S. Kim, S. M. Kim, H. Jeong, M. S. Jeong, G. Y. Jung, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1076.
36. D. S. Liu, T. W. Lin, B. W. Huang, F. S. Juang, P. H. Lei, C. Z. Hu, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 143502.
37. J. K. Kim, S. Chhajed, M. F. Schubert, E. F. Schubert, A. J. Fischer, M. H. Crawford, J. Cho, H. Kim, C. Sone, Adv. Mater. 2008, 20, 801.
38. F. W. Mont, J. K. Kim, M. F. Schubert, E. F. Schubert, R. W. Siegel, J. Appl. Phys. 2008, 103, 083120.
39. P. Uthirakumar, B. D. Ryu, J. H. Kang, H. G. Kim, J. H. Ryu, C. H. Hong, Vacuum 2010, 85, 198.
40. B. D. Ryu, P. Uthirakumar, J. H. Kang, B. J. Kwon, S. Chandramohan, H. K. Kim, H. Y. Kim, J. H. Ryu, H. G. Kim, C. H. Hong, J. Appl. Phys. 2011, 109, 093116.
41. T. K. Kim, S. H. Kim, S. S. Yang, J. K. Son, K. H. Lee, Y. G. Hong, K. H. Shim, J. W. Yang, K. Y. Lim, S. J. Bae, G. M. Yang, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 161107.
42. J. H. Sung, J. S. Yang, B. S. Kim, C. H. Choi, M. W. Lee, S. G. Lee, S. G. Park, E. H. Lee, B. H. O, Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 261105.
43. C. Y. Cho, K. S. Kim, S. J. Lee, M. K. Kwon, H. Ko, S. T. Kim, G. Y. Jung, S. J. Park, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 041107.
44. D. H. Wan, H. L. Chen, Y. S. Lin, S. Y. Chuang, J. Shieh, S. H. Chen, ACS Nano 2009, 3, 960.
45. J. Q. Xi, M. F. Schubert, J. K. Kim, E. F. Schubert, M. F. Chen, S. Y. Lin, W. Liu, J. A. Smart, Nat. Photonics 2007, 1, 176.
46. K. C. Sahoo, M. K. Lin, E. Y. Chang, Y. Y. Lu, C. C. Chen, J. H. Huang, C. W. Chang, Nanoscale Res. Lett. 2009, 4, 680.
47. J. W. Leem, J. S. Yu, Thin Solid Films 2011, 519, 3792.
48. X. Lu, Z. Wang, X. Yang, X. Xu, L. Zhang, N. Zhao, J. Xu, Surf. Coat. Technol. 2011, 206, 1490.
49. C. Hagglund, M. Zach, G. Petersson, B. Kasemo, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053110.
50. E. J. Hong, K. J. Byeon, H. Park, J. Hwang, H. Lee, K. Choi, H. S. Kim, Solid-State Electron. 2009, 53, 1099.
51. E. J. Hong, K. J. Byeon, H. Park, J. Hwang, H. Lee, K. Choi, G. Y. Jung, Mater. Sci. Eng., B 2009, 163, 170.
52. M. Park, G. Yu, K. Shin, Cryst. Growth 2011, 326, 28.
53. B. J. Kim, J. Bang, S. H. Kim, J. Kim, J. Electrochem. Soc. 2010, 157, H449.
54. K. Okamoto, I. Niki, A. Shvartser, Y. Narukawa, T. Mukai, A. Scherer, Nat. Mater. 2004, 3, 601.