Design of GaAs nanowires array based photovoltaic solar cells: simulations of optical reflectance

En concreto, las componentes del tensor dieléctrico se investigan en función de los parámetros estructurales, como el espaciado entre nanopartículas, el factor de llenado y el radio de las nanopartículas. Hemos demostrado que una elección adecuada de estos parámetros puede determinar las propiedades...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores: de la Cruz, Rosa maría, Kanyinda-Malu, Clement, Muñoz santiuste, Juan Enrique
Tipo de recurso: artículo
Fecha de publicación:2021
País:España
Institución:Universidad Rey Juan Carlos
Repositorio:BURJC-Digital. Repositorio Institucional de la Universidad Rey Juan Carlos
OAI Identifier:oai:burjcdigital.urjc.es:10115/29946
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/10115/29946
Access Level:acceso embargado
Palabra clave:GaAs nanowires array
Reflectance
Transfer matrix formalism
Maxwell–Garnett effective model
Solar cells
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spelling Design of GaAs nanowires array based photovoltaic solar cells: simulations of optical reflectancede la Cruz, Rosa maríaKanyinda-Malu, ClementMuñoz santiuste, Juan EnriqueGaAs nanowires arrayReflectanceTransfer matrix formalismMaxwell–Garnett effective modelSolar cellsEn concreto, las componentes del tensor dieléctrico se investigan en función de los parámetros estructurales, como el espaciado entre nanopartículas, el factor de llenado y el radio de las nanopartículas. Hemos demostrado que una elección adecuada de estos parámetros puede determinar las propiedades ópticas del sistema, además de obtener la condición de función dieléctrica negativa (NE). Esta condición define un intervalo de energías, denominado rango NE, que claramente depende de los valores de los parámetros estructurales. Este rango NE ha mostrado cierta anisotropía cuando se compara entre las componentes x, y, z y xy del tensor dieléctrico efectivo. También hemos analizado algunos rasgos de anisotropía como la anchura de banda y el desplazamiento de las resonancias de energía en las partes real e imaginaria del tensor dieléctrico cuando cambian los parámetros estructurales.We report the optical response of a periodic square array of GaAs nanowires embedded in epoxy as a candidate for photovoltaic solar cells. The simulated system is a multilayer array constituted by alternating layers of epoxy and an effective medium constituted by GaAs nanowires arrays embedded in epoxy. To discuss the optical response, we investigate the reflectance dependence on the number of bilayers considered in the array and the angle of incident light. The GaAs nanowire dielectric function is described in terms of Webb formalism to take into account the confinement energy of the excitons. The effective dielectric function of GaAs nanowires embedded in epoxy is evaluated within the Maxwell–Garnett theory. We evaluate the reflectance for s- and p-polarized light through the transfer matrix formalism for bilayers. For both s- and p-polarization, we observe an oscillating behavior of the reflectance, similar to that reported in the literature. We have also obtained a feature peaked around 850 nm. While the oscillations can be ascribed to multiple interference from periodic bilayers, the peak at 850 nm can be understood in term of the gap energy in the nanowire dielectric function. Attending to the reflectance dependence on the light incidence angle, we have found that for s-polarized light, the reflectance is higher with increasing angles, in comparison to p-polarized light cases.Elsevier202420242021info:eu-repo/semantics/articleapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/10115/29946reponame:BURJC-Digital. Repositorio Institucional de la Universidad Rey Juan Carlosinstname:Universidad Rey Juan CarlosInglésAttribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 Internationalhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessoai:burjcdigital.urjc.es:10115/299462026-06-24T12:48:17Z
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