Резонансные полупроводниковые наноструктуры для увеличения эффективности перовскитных солнечных элементов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Фурасова Александра Дмитриевна

• Фурасова Александра Дмитриевна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Фурасова Александра Дмитриевна

CONTENTS

Page

Реферат

Synopsis

Introduction

CHAPTER 1. Perovskite optoelectronic devices and nanophotonic tools

to improve them

1.1 Main physical characteristics

1.1.1 Solar cell operation

1.1.2 Light management in perovskite devices

1.1.3 Recombination rates

1.1.4 Photoluminescence and time resolved photoluminescence

1.1.5 External quantum efficiency

1.2 Resonant nanoparticles

1.2.1 Light scattering and field enhancement

1.2.2 Perovskite devices improved by nanophotonic approaches 81 Chapter conclusions

CHAPTER 2. Fabrication and characterization

2.1 Perovskite solar cells fabrication

2.2 Laser ablation process

2.3 Dynamic light scattering (DLS)

2.4 Dark-field scattering

2.5 Scanning and transmission electron microscopies

2.6 Photoluminescent and time resolved photoluminescent spec-troscopy

2.7 Numerical calculations

2.8 Photovoltaic performances and external quantum efficiency measurements

Chapter conclusions

CHAPTER 3. Resonant nanoparticles influence on optical and photovoltaic characteristics of solar cells in case of their localization in perovskite layer

3.1 Gold NPs influence on MAPbI3 solar cells

3.2 Silicon Mie resonant NPs in perovskite layer of a single-junction solar cell

3.2.1 Optical properties of MAPbI3 films with silicon NPs

3.2.2 Photovoltaic performance for perovskite solar cell with integrated in MAPbI3 layer silicon NPs

3.2.3 Structural properties of perovskite films containing silicon NPs

Chapter conclusions

CHAPTER 4. Doped Mie resonant Silicon nanoparticles for charge

transport in perovskite solar cells

4.1 Phosphorus and aluminium doped amorphous Si films prepared

by PECVD and doped Si NPs

4.2 Modeling of Optical Effects in PSC with p-Si NPs

4.3 Multiphysics Modeling of Solar Cell Photovoltaic Properties

4.4 Photovoltaic performance of perovskite solar cells containing

doped Si NPs

Chapter conclusions

CHAPTER 5. Mie-resonant mesoporous electron transport layer for

efficiency boost of perovskite solar cells

Chapter conclusions

Conclusion

List of acronyms and symbols

Bibliography

APPENDIX A. Main journal papers

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Резонансные полупроводниковые наноструктуры для увеличения эффективности перовскитных солнечных элементов»

Реферат Общая характеристика работы

Введение и мотивация. Свободный доступ к электроэнергии определяет уровень развития современного общества, так как без электричества невозможно использование современных медицинских аппаратов, строительство и функционирование зданий, научного оборудования, функционирования заводов, развития сельского хозяйства, интернета и, возможно, остальных сфер деятельности. Потребление электроэнергии людьми растет с каждым годом, и вместе с этим около половины всего населения земли не имеет доступа к сетевому электричеству. Использование солнечной фотовольтаики как механизма прямого преобразования солнечного света в электричество может решить такую глобальную проблему как энергетический кризис, а также уменьшит социальное неравенство.

Первая успешная попытка преобразовать свет в электричество принадлежит Эдмунду Беккерелю, который в 1839 году открыл фотоэлектрический эффект при освещении электролитической ячейки, состоящей из двух платиновых электродов, частично погруженных в раствор электролита. После этого французский ученый Огюст Мушо создал паровую машину, работающую от света, сфокусированного параболическим зеркалом. В 1876 году профессор Уильям Гриллс Адамс и Дэй разработали первый твердотельный солнечный элемент на основе полупроводникового селена и установили, что он производит ток, связанный со светом, но не с тепловым возбуждением, иными словами, был впервые открыт фотовольтаический эффект [1]. Модификация солнечного элемента, состоящего из селеновой пленки, покрытой тонким слоем золота и лежащей между двумя металлическими листами, позволила американскому изобретателю Чарльзу Фриттсу достичь эффективности преобразования света в электричество 1% [2]. Проведенные исследования легли в основу современной полупроводниковой фотовольтаики. В последующие десятилетия напряженных исследований были изучены более подробно физические процессы, в частности, Альбертом Эйнштейном была предложена квантовая теория фотоэффекта [3], были получены новые по-

лупроводниковые материалы с различными ширинами запрещенной зоны, но в тоже время, эффективность устройств долгое время не поднималась значительно выше 1%. Существенный скачок для твердотельных фотоэлектрических модулей на основе р-п перехода произошел с развитием прецизионного контроля кристаллизации материалов, который помог мгновенно повысить конверсию света до 4% для кремниевых солнечных элементов. Сегодня солнечные элементы на основе кристаллического кремния имеют эффективность преобразования света в электричество до 26,7% [4].

Очевидно, что для получения высокой эффективности конверсии света классические твердотельные фотоэлементы требуют точного контроля кристаллизации активных слоев, что определяется развитием технологического оборудования для создания и характеризации материалов. Этот факт объясняет их медленный рост эффективности на протяжении длительного периода времени. Стоит отметить, что кремний - это непрямозонный полупроводник. Это означает, что его коэффициент поглощения света намного ниже, чем у полупроводников с прямой запрещенной зоной [5].

Рисунок 1 — Коэффициенты поглощения фотонов с энергией от 1 до 3 эВ для полупроводниковых материалов с различными запрещенными зонами, которые используются для создания солнечных элементов. Источник [6]

Напротив, солнечные элементы на основе свинцовых галогенидных

перовскитов являются самой быстроразвивающейся областью среди всех представленных сегодня типов элементов для фотовольтаики. Первая попытка использовать перовскит состава СЫзКЫзРЬХз, где Х - ион галогена, в качестве полупроводникового сенсибилизатора была предпринята в 2009 году Кодзимой и Миясакой в элементе с п-ьр переходом при использовании мезопористого слоя, широко ранее используемого для сенсибилизированных жидкими красителями солнечных элементов [7]. С первой попытки удалось получить эффективность преобразования энергии 3.8%, а на сегодняшний день наилучшая эффективность однопереходных перовскитных солнечных элементов составляет 25.5% [8], что достигается за счет методики создания материалов, составляющих солнечный элемент, химической чистоты используемых веществ и современного оборудования, а также сопоставление полученных результатов с теоретическими расчетами, проводимыми для предварительной оптимизации материальных параметров активных слоев. Достигнутая за 12 лет эффективность перовскитовых солнечных преобразователей в настоящее время довольно быстро приблизилась к теоретическому пределу Шокли-Квиссера, рассчитанному для однопереходных солнечных элементов [9]. В то же время толщина перовскита в представленных на сегодняшний день работах составляет менее 600 нм, обуслолненная тем, что более толстые перовскитные пленки имеют большее количество деффектов в активном материале, что существенно сокращает длину свободного пробега возбужденных зарядов. Поэтому одна из основных проблем достижения высоких эффективностей конверсии света в электричества является тот факт, что для снижения скорости рекомбинации зарядов используются перовскитные слои в солнечных элементах толщиной, недостаточной для поглощения всего падающего света, особенно фотонов с длинами волн 650-800 нм. Более того, из-за толщины всей ячейки перовскитного солнечного элемента (около 1 мкм) существует ряд ограничений на их модернизацию для эффективного захвата света, поэтому для тонкопленочных солнечных элементов необходимы нанофотонные подходы для оптимизации распределения света вместе с контролем их влияния на генерацию и транспорт свободных зарядов [10].

Резонансные наноструктуры представляют собой один из самых перспективных инструментов для усиления захвата света тонкопленочными перовскитными устройствами. Большинство работ, описывающих контроль локализации оптического электромагнитного поля, посвящено влючению в перовскитые устройства наночастиц, обладающих плазмонным резонансом на рабочих длинах волн фотоактивного слоя. Металлические наночасти-цы серебра и золота наиболее часто встречаются в работах по перовскит-ной фотовольтаике так как обеспечивают чрезвычайно легкую локализацию электромагнитного излучения вокруг себя на разных длинах волн в зависимости от их формы [11-14]. Локализация света подразумевает высокую концентрацию электромагнитного поля, сохраняющуюся на частоте плаз-монного резонанса. Поверхностный плазмонный резонанс является наиболее популярным механизмом резонансного захвата света для использования этого явления в различных областях наномедицины, химии, фотовольтаики и в других областях науки, где инициирование какого-либо процесса возможно с помощью поглощения кванта света, поскольку электро-магнитная энергия с локально повышенной интенсивностью поглощается лучше, чем распространяющаяся в материале плоская волна [15]. В перовскитах практически весь свет в области плазмонного резонанса полностью поглощается в области его усиления и дальше не распространяется по объему материала. С другой стороны, металлические наночастицы обладают высокими диссипативными потерями в видимом диапазоне из-за их отрицательной диэлектрической проницаемости е, к тому же могут инициировать химические реакции с компонентами перовскитного солнечного элемента из-за их высокой каталитической способности [16], что требует дополнительной модификации поверсхности наночастиц, например созданием оболочки из оксида металла или керамического поверхностного слоя, способных существенно уменьшить резонансное усиление света.

В последнее десятилетие диэлектрическая нанофотоника, задейству-ющая наноструктуры с высоким показателем преломления (п), вызвала большой интерес из-за способности концентрировать падающий свет в низкоразмерных материалах с помощью Ми-резонансного усиления и рассеи-

вания света, поддерживающих электрические и магнитные мультипольные резонансы (в плазмонных объектах резонансы формируются только из электрических мультиполей). Эти уникальные резонансные свойства позволили создать новые субволновые нанолазеры [17,18], усилить нелинейную генерацию света [19-21], сигнал фотолюминесценции [22,23] и многое другое.

Для Ми-резонансных наночастиц, размер которых должен быть со-споставим с длиной волны падающего света, возбуждение магнитного диполя обеспечивает основной вклад в эффективность рассеяния света и превышает вклад в общее рассеяние частицей от других мультиполей приблизительно на порядок. Выбор размера наночастиц зависит от спектрального диапазона длин волн и показателя преломления рассеивающей наночастицы (согласно теории Ми [24]) и описывается формулой [25]:

п • — ^res (1)

^particle , ^1 /

2 X Праг-ticle

Наночастицы кристаллического кремния имеют показатель преломления п ~ 3-4 в видимом диапазоне длин волн, что позволяет создавать сильные магнитные и электрические дипольные резонансы в солнечных элементах на основе перовскита, компоненты которых имеют п ~ 2, а их собственное поглощение света в рабочем интервале длин волн перовскит-ного солнечного элемента намного ниже, чем у металлических частиц, что делает их очень перспективными наноантеннами для усиления и эффективного распределения электромагнитного поля внутри объектов. Более того, кремний представляет собой непрямзонный полупроводниковый материал, уровень Ферми и проводимость для электронов и дырок могут быть изменены ионами n- или p-типа, что дает возможность управлять встроенным электрическим полем и извлечением заряда в n-i-p или p-i-n типов однопе-реходных пероскитных солнечных элементах.

Данная диссертационная работа посвящена созданию и исследованию высокоэффективных перовскитных солнечных элементов, улучшенных Ми-резонансными полупроводниковыми наноструктурами с контролируемым уровнем Ферми. Работа охватывает изучение морфологических особенностей перовскитных солнечных элементов, оптические и вольт-амперные

характеристики, а также и другие физические свойства элементов в зависимости от расположения, концентрации и п- или р-легирования кремниевых наноструктур, исследование рассеяния света перовскитными солнечными элементами и управлением генерации света, рекомбинации зарядов в зависимости от расположения наночастиц, подтвержденные численными расчетами и экспериментальными исследованиями.

Основные цели данной работы:

• Создание мезопористых перовскитных солнечных элементов, содержащих Ми-резонансные кремниевые субмикронные наночастицы. Исследование влияния кремниевых наночастиц на структурные характеристики и энергетические диаграммы мезопористых перовскитных солнечных элементов.

• Изучение влияния Ми-резонансных кремниевых наночастиц на распределение электромагнитного поля в мезопористых перовскитных солнечных элементах, исследование их влияния на фотовольтаические параметры и внешнюю квантовую эффективность.

• Исследование изменения распределения электромагнитного поля и генерируемого фототока в перовскитных солнечных элементах при варьировании положения частиц кремния, легированных алюминием, в транспортном слое.

• Изучение распределения электромагнитного поля и оптоэлектронных характеристик при вариации концентрации Ми-резонансных наноча-стиц в мезоскопическом транспортном слое перовскитных солнечных элеметов.

Положения, выносимые на защиту:

• Ми-резонансные кремниевые наночастицы в диапазоне размеров 100200 нм, находясь на границе ТЮ2 - МАРЫ3 перовскитного солнечного элемента п-ьр типа, увеличивают эффективность конверсии света АМ 1.5 С стандарта в электричество с 17.7% до 18.8% за счет прироста напряжения холостого хода с 1.05 В до 1.06 В, фактора заполнения вольтамперной характеристики с 77% до 79%, плотности тока короткого замыкания с 22 мА/см2 до 22.4 мА/см2 и внешней квантовой

эффективности в среднем на 3% в результате улучшения кристаллических свойств перовскита при введении наночастиц и увеличения поглощения света перовскитного слоя в диапазоне длин волн 500-780 нм за счет Ми-резонансного рассеяния света на наночастицах.

• Находясь в дырочно-транспортном слое перовскитного солнечного элемента п-ьр типа, Ми - резонансные кремниевые наночастицы на расстоянии 300-360 нм друг от друга, не соприкасаясь с перовскит-ным слоем, увеличивают эффективность конверсии света с 18.2% до 18.7% при приросте напряжения холостого хода с 1.05 В до 1.07 В и плотности тока короткого замыкания с 21.4 мА/см2 до 22 мА/см2 и внешней квантовой эффективности в среднем на 1.5% при сохранении фактора заполнения вольтамперной характеристики 79%, что является главным образом результатом увеличения плотности дырочного тока в ЭРШО-МеОТАЭ в среднем на 15%.

• Находясь в ТЮ2 электрон-транспортном слое МАРЫ3 перовскитно-го солнечного элемента п-ьр типа, Ми-резонансные кремниевые на-ночастицы увеличивают эффективность конверсии света с 18% до 21.1% при увеличении тока короткого замыкания с 21.8 мА/см2 до 23.8 мА/см2, напряжение холостого хода с 1.01 В до 1.04 В и фактора заполнения вольтамперной характеристики с 81.5% до 85.7%, когда расстояние между наночастицами сопоставимо с их размерами, что является результатом увеличения генерации фототока в среднем на 10% перовскитным слоем во всем рабочем диапазоне МАРЫз солнечного элемента и увеличения плотности электронного тока в ТЮ2 в среднем на 17%.

Научная новизна этой работы включает, но не ограничивается следующими пунктами:

1. Первое экспериментальное применение Ми-резонансных наночастиц для увеличения поглощения света перовскитными солнечными элементами и оптимизации их оптоэлектронных характеристик. Впервые исследовано распределение электоромагнитного поля в перовскитной

ячейке при введении резонансных полупроводниковых наночастиц, по-лученое расчетными методами.

2. Первое включение легированных полупроводниковых наночастиц в перовскитные солнечные элементы, выполняющие двойную функцию в них: оптимизацию захвата света перовскитными солнечными элементами и участие в транспорте зарядов. Впервые работа по перовкитным ячейкам включала в себя экспериментальные данные, согласованные с мультифизическими расчетами, предсказывающие оптимальное положение для интегрированных наноструктур.

3. Впервые был предложен метод создания резонансного слоя с широкой вариацией концентрации резонансных наночастиц для тонкопленочных перовскитных солнечных элементов. В первый раз была проде-монстрированна зависимосить интенсивности люминесценции перов-скитных подложек при различной концентрации Ми резонансных наночастиц, а также установление зависимости вольт-амперных характеристик перовскитных ячеек - фактор заполнения, ток короткого замыкания, напряжение холостого тока - в зависимости от расстояния между резонансными наночастицами внутри элемента.

Практическая значимость работы заключается в том, что автор предложил новый подход к повышению эффективности оптоэлектронных ячеек на основе перовскита за счет введения диэлектрических наночастиц, способных поддерживать Ми резонансное усиление света в перовскитных солнечных элементах. Предлагаемые способы увеличения выходных оптоэлектронных характеристик солнечных элементов не требуют задействования дополнительного оборудования при их интеграции и не влияют на морфологические особенности исследуемых элементов.

Применение наночастиц кремния, легированного примесными ионами, позволяет оптимизировать не только распределение света в перовскит-ных образцах, но и увеличить транспортную способность зарядов органическими дырочно транспортными слоями, что на данный момент является одной из приоритетных задач для перовскитной оптоэлектроники.

Наконец, введение резонансных наночастиц в мезопористый слой позволило создать образцы солнечных элементов с большой площадью поверхности, что в дальнейшем позволит создавать перовскитные модули с размерами активной площади для реальных применений в солнечной энергетике.

Достоверность полученных результатов обеспечивается широкой вариацией используемых в работе современных методов исследования, подтверждена многократной воспроизводимостью экспериментальных результатов измерений, а также характеризуется согласием полученных экспериментальных данных с результатами численного моделирования.

Применимость полученных результатов. Автору диссертации принадлежит патент на полезную модель «Перовскитный солнечный элемент с резонансными наночастицами» РФ № 206 335, от 06.09.2021, который основан на экспериментальных и теоретических результатах, полученных в рамках диссертационной работы. В дополнение к заявке, резонансное усиление поглощения перовскитными солнечными элементами и их увеличение фото-вольтаических характеристик за счет введения кремниевых наночастиц продемонстрировало свою применимость для элементов с большой (несколько квадратных сантиметров) активной площадью.

Апробация. Достоверность научных положений, результатов и выводов диссертации обуславливается адекватным подбором и корректным использованием методов исследования, проверкой экспериментальных результатов методами численного моделирования и задействованием в проводимых исследованиях характеризации объектов морфологическими методами, воспроизводимостью полученных результатов и статистического анализа, апробацией научных результатов на научных российских и международных крупных конференциях, публикациями статей на основании проводимых исследований, представленных в данной работе, в ведущих международных рецензируемых журналах. Предствленные в научных статьях

и в диссертационной работе результаты не противоречат данным, ранее опубликованным другими международными исследовательскими группами. Полученные результаты работы были многократно представлены на всероссийских и международных престижных конференциях: международная конференция «Days on Diffraction» (Санкт-Петербург, 2018), международная конференция «METANANO» (Сочи, 2018), международная конференция «ISOPHOS» (Сардиния, Италия, 2017), всероссийская конференция «Физико-химические проблемы возобновляемой энергии» (Санкт-Петербург, 2017), международная научная школа «NANOPHOTONICS AND METAMATERIALS» (Санкт-Петербург, 2018, 2020), международная конференция «PhysicA.SPb» (Санкт-Петербург, 2018), международная научная школа «SLALOM» (Санкт-Петербург, 2019 (2), 2020 (2),2021), международная конференция "ICMAT» (Сингапур 2019), международная конференция «METANANO» (Санкт-Петербург, 2019, 2020, 2021), международная конференция «NIPHO» (Севилья, Испания 2020).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 статьях, из них 7 публикаций в изданиях, рецензируемых Web of Science или Scopus. Автор диссертации имеет 1 охранный документ на результат интеллектуальной деятельности (полезная модель). Список опубликованных работ представлен в конце реферата.

Личный вклад автора. Соискатель внес ключевой вклад в получение результатов, изложенных в диссертации. Все экспериментальные результаты и часть работ по аналитическим расчетам перовскитных солнечных элементов были получены лично соискателем, либо его вклад был определяющим. Соискатель принимал участие в создании резонансных наночастиц методом лазерной абляции, выбирал условия синтеза, лично определял положение интегрированных наночастиц, методы и условия их введения в пе-ровскитные солнечные элементы и по оптическим (спектры пропускания, отражения перовскитных слоев с резонансными наночатицами), спектроскопическим (фотолюминесцентные сигналы, временно-разрешенная фото-

люминесценция) и фотовольтаическим (параметры, полученные от вольт-амперных кривых, фототок при измерении внешнего квантового выхода) измерениям, а также по результатам проведенных теоретических расчетов (распределение электромагнитного поля, генерации тока в слоистых наноструктурах с резонансными наночастицами) обрабатывал, интерпретировал и совершенствовал экспериментальную часть работы. Соискатель принимал определяющее участие в постановке и решении задач и последующей подготовке статей и патента.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из пяти глав, заключения и списка использованной литературы. Общий объем диссертации 193 страницы, в том числе список литературы, включающий в себя 119 наименований. Работа содержит 37 рисунков и 2 таблицы, размещенных внутри глав.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Фурасова Александра Дмитриевна

Выводы по основным результатам диссертации:

1. Показано, что наночастицы из поликристаллического кремния диаметром от 100 до 200 нм, обладающие Ми-резонансами в видимой и ближней ИК области спектра, способны поддерживать эффективный сбор света перовскитным слоем, находясь непосредственно вблизи пе-ровскитных пленок.

2. Показано, что использование Ми-резонансных полупроводниковых на-ночастиц усиливают сигнал фотоиндуцированниой люминесценции перовскитных пленок МАРЫ3.

3. Показано, что Ми резонансные наночастицы не вызывают термической и химической деструкции материалов, использующихся для создания перовскитных пленок.

4. Кремниевые наночастицы, способные поддерживать резонансы в перовскитных средах при погружении их в МАРЫ3 слой, увеличивают внешний квантовый выход солнечных элементов в диапазоне 550-780 нм при собственных размерах 100-200 нм. Увеличение эффективности перовскитных солнечных элементов происходит при оптимизации всех фотовольтаических параметров, но преимущественно за счет напряжения холостого тока и фактора заполнения, что является комплексным эффектом от введенных резонансных наночастиц.

5. Легированные кремниевые наночастицы принимают активное участие в транспорте зарядов в зависимости от вводимых в материал примесей. Однако в случае непосредственного контакта с перовскитным

слоем становятся центрами рекомбинации зарядов, поэтому предварительное мультифизическое моделирование необходимо для создания образцов солнечных элементов с резонансными наноструктурами.

6. Мезопористые солнечные элементы являются оптимальными объектами для введения больших концентраций интегрированных наноструктур, имеющих размеры 100-200 нм. Наличие мезопористого резонансного слоя позволяет максимально оптимизировать распределение электромагнитного поля внутри перовскитных оптоэлектронных ячеек и увеличить внешний квантовый выход во всем их рабочем диапазоне.

Основные публикации по теме диссертации:

[A1] Aleksandra Furasova, Emanuele Calabro, Enrico Lamanna, Ekaterina Tiguntseva, Elena Ushakova, Eugene Ubyivovk, Vladimir Mikhailovskii, Anvar Zakhidov, Sergey Makarov, Aldo Di Carlo. Resonant Silicon Nanoparticles for Enhanced Light Harvesting in Halide Perovskite Solar Cells //Advanced Optical Materials. - 2018. - Т. 9. - С. 13069-13078.

[A2] Sergey Makarov, Aleksandra Furasova, Ekaterina Tiguntseva, Andreas Hemmetter, Alexander Berestennikov, Anatoly Pushkarev, Anvar Zakhidov, Yuri Kivshar, Halide-Perovskite Resonant Nanophotonics, Advanced Optical Materials - 2018. - С. 1800784.

[A3] Aleksandra Furasova, Anvar Zakhidov, Aldo Di Carlo, Sergey Makarov, Resonant silicon nanoparticles for efficiency and stability enhancement of perovskite solar cells //Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - С. 012067.

[A4] Aleksandra Furasova, Pavel Voroshilov, Mikhail Baranov, Pavel Tonkaev, Anna Nikolaeva, Kirill Voronin, Luigi Vesce, Sergey Makarov, Aldo Di Carlo. Mie-resonant mesoporous electron transport layer for highly efficient perovskite solar cells // Nano Energy. - 2021. - Т. 89 (B). - С. 106484. [A5] Aleksandra Furasova, Enrico Lamanna, Emanuele Calabro, Sergey Makarov, Aldo Di Carlo. Perovskite solar cell improvement by gold nanoparticles prepared by laser ablation in liquid // Journal of Physics: Conference Series. -2020. - Т. 1461. - С. 012043.

[A6] Aleksandra Furasova, Pavel Voroshilov, Enrico Lamanna, Alexey Mozharov, Anton Tsypkin, Ivan Mukhin, Daniele Barettin, Konstantin Ladutenko, Anvar Zakhidov, Aldo Di Carlo, Sergey Makarov. Engineering the charge transport properties of resonant silicon nanoparticles in perovskite solar cells //Energy Technology. - 2020. - Т.8. - C. 1900877.

[A7] Aleksandra Furasova, Pavel Voroshilov, Sergey Makarov, Anvar Zakhidov, Aldo Di Carlo. Improvement of methylammonium lead iodide based perovskite solar cells by phosphorus doped silicon nanoparticles //AIP Conference Proceedings. - 2020. - Т. 2300. - C. 020034.

Патент: Был получен патент на полезную модель (№ 206 335) "Перовскит-ный солнечный элемент с резонансными наночастицами"от 06.09.2021.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фурасова Александра Дмитриевна, 2021 год

[1] A. Polman, M. Knight, E. C. Garnett, B. Ehrler, W. C. Sinke, Science [26 2016, 352, aad4424.

[2] A. Polman, H. A. Atwater, Nat. Mater. 2012, 7 7, 174. [27

[3] E. Stratakis, E. Kymakis, Mater. Today 2013, 76, 133.

[4] V. A. Milichko, A. S. Shalin, I. S. Mukhin, A. E. Kovrov, A. A. Krasilin, [28 A. V. Vinogradov, P. A. Belov, C. R. Simovski, Phys. Usp. 2016, 59, 727. [29

[5] M. Sygletou, C. Petridis, E. Kymakis, E. Stratakis, Adv. Mater. 2017, 29, 1700335.

[6] W. Zhang, M. Saliba, S. D. Stranks, Y. Sun, X. Shi, U. Wiesner, [30 H. J. Snaith, Nano Lett. 2013, 73, 4505.

[7] A. Krasnok, S. Makarov, M. Petrov, R. Savelev, P. Belov, Y. Kivshar, in Metamaterials X, SPIE Optics + Optoelectronics, Prague, Czech [31 Republic 2015, p. 950203.

[8] S. Jahani, Z. Jacob, Nat. Nanotechnol. 2016, 7 7, 23. [32

[9] A. I. Kuznetsov, A. E. Miroshnichenko, M. L. Brongersma,

Y. S. Kivshar, B. Lukyanchuk, Science 2016, 354, aag2472. [33

[10] M. V. Zyuzin, D. G. Baranov, A. Escudero, I. Chakraborty, A. Tsypkin, E. V. Ushakova, F. Kraus, W. J. Parak, S. V. Makarov, Sci. Rep. 2018, 8, 6107. [34

[11] E. Tiguntseva, A. Chebykin, A. Ishteev, R. Haroldson, B. Balachandran,

E. Ushakova, F. Komissarenko, H. Wang, V. Milichko, A. Tsypkin, [35 Nanoscale 2017, 9, 12486.

where Einc is the incident electric field, k0 is the wavenumber in a free

A. Furasova, E. Calabró, E. Lamanna, E. Tiguntseva, E. Ushakova,

E. Ubyivovk, V. Mikhailovskii, A. Zakhidov, S. Makarov, A. Di Carlo, Adv. Opt. Mater. 2018, 6, 1800576.

A. Jiménez-Solano, S. Carretero-Palacios, H. Míguez, Opt. Express 2018, 26, A865.

C. Dette, M. A. Pérez-Osorio, C. S. Kley, P. Punke, C. E. Patrick, P. Jacobson, F. Giustino, S. J. Jung, K. Kern, Nano Lett. 2014, 14, 6533.

F. C. Marques, J. J. Jasieniak, Appl. Surf. Sci. 2017, 422, 504.

C. Dervos, J. Novacovich, P. Vassiliou, P. Skafidas, Mater. Lett. 2004, 58, 1502.

T. Perevalov, V. Gritsenko,J. Exp. Theor. Phys. 2011, 772, 310. T. Bak, M. K. Nowotny, L. R. Sheppard, J. Nowotny,J. Phys. Chem. C 2008, 7 72, 12981.

H. Lei, G. Yang, X. Zheng, Z.-G. Zhang, C. Chen, J. Ma, Y. Guo, Z. Chen, P. Qin, Y. Li, Sol. RRL 2017, 7, 1700038. M. I. Saidaminov, A. L. Abdelhady, B. Murali, E. Alarousu, V. M. Burlakov, W. Peng, I. Dursun, L. Wang, Y. He, G. Maculan, Nat. Commun. 2015, 6, 7586.

C. Motta, F. El-Mellouhi, S. Sanvito, Sci. Rep. 2015, 5, 12746. L. M. Herz, ACS Energy Lett. 2017, 2, 1539.

Y. Chen, H. Yi, X. Wu, R. Haroldson, Y. Gartstein, Y. Rodionov, K. Tikhonov, A. Zakhidov, X.-Y. Zhu, V. Podzorov, Nat. Commun. 2016, 7, 12253.

W. H. Nguyen, C. D. Bailie, E. L. Unger, M. D. McGehee,J. Am. Chem. Soc. 2014, 736, 10996.

Y. Li, H. Li, C. Zhong, G. Sini, J.-L. Brédas, npj Flexible Electron. 2017, 7, 2.

Lumerical Inc., https://www.lumerical.com/products/ (accessed: July 2019).

T. S. Sherkar, C. Momblona, L. Gil-Escrig, J. Avila, M. Sessolo, H. J. Bolink, L. J. A. Koster, ACS Energy Lett. 2017, 2, 1214. A. Gagliardi, A. Abate, ACS Energy Lett. 2017, 3, 163. A. Zhizhchenko, S. Syubaev, A. Berestennikov, A. V. Yulin, A. Porfirev, A. Pushkarev, I. Shishkin, K. Golokhvast, A. A. Bogdanov, A. A. Zakhidov, Y. Kivshar, S. Makarov, ACS Nano 2019, 73, 4140. J. M. Ball, S. D. Stranks, M. T. Hörantner, S. Hüttner, W. Zhang, E. J. Crossland, I. Ramirez, M. Riede, M. B. Johnston, R. H. Friend, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 602.

M. A. Der Maur, G. Penazzi, G. Romano, F. Sacconi, A. Pecchia, A. Di Carlo, IEEE Trans. Electron Devices 2011, 58, 1425. A. Pecchia, D. Gentilini, D. Rossi, M. Auf der Maur, A. Di Carlo, Nano Lett. 2016, 76, 988.

D. Rossi, A. Pecchia, M. A. der Maur, T. Leonhard, H. Röhm, M. J. Hoffmann, A. Colsmann, A. Di Carlo, Nano Energy 2018, 48, 20.

G. W. Adhyaksa, E. Johlin, E. C. Garnett, Nano Lett. 2017, 77, 5206.

R. Alaee, C. Rockstuhl, I. Fernandez-Corbaton, Opt. Commun. 2018, 407, 17.