Name: integration of light trapping silver nanostructures in hydrogenated microcrystalline silicon solar cells by transfer printing
Uploaded: 2015-11-09T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Integration of Light Trapping Silver Nanostructures in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Solar Cells by Transfer Printing at JoVE.com

The authors thank New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) under Ministry of Economy, Trade, and Industry (METI), Japan, for the financial support.

1. הכנת חותמות PDMS <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבע עובש nanohole (סרט פלסטיק פולימר olefin סיקל nanoimprinted, גודל: 50 מ&quot;מ × 50) בpolytetrafluoroethylene מיכל (PTFE). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול קופולימר vinylmethylsiloxane-dimethylsiloxane (0.76 גר &#39;לעובש מ&quot;מ 50 מ&quot;מ × 50) בבקבוק זכוכית ...

<ol>
	<li>Murray, W. A., Barns, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+Materials.">Plasmonic Materials.</a> Adv. Mater. 19, 3771-3782 (2007).</li><li>Atwater, H. A., Polman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonics+for+improved+photovoltaic+devices.">Plasmonics for improved photovoltaic devices.</a> Nat. Mater. 9, 205-213 (2010).</li><li>Green, M. A., Pillai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Harnessing+plasmonics+for+solar+cells.">Harnessing plasmonics for solar cells.</a> Nat. Photon. 6, 130-132 (2012).</li><li>Yu, Z., Raman, A., Fan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fundamental+limit+of+nanophotonic+light+trapping+in+solar+cells.">Fundamental limit of nanophotonic light trapping in solar cells.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 17491-17496 (2010).</li><li>Callahan, D. M., Munday, J. N., Atwater, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solar+Cell+Light+Trapping+beyond+the+Ray+Optic+Limit.">Solar Cell Light Trapping beyond the Ray Optic Limit.</a> Nano Lett. 12, 214-218 (2012).</li><li>Biswas, R., Xu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+and+plasmonic+crystal+based+enhancement+of+solar+cells+&#8212;+Theory+of+overcoming+the+Lambertian+limit.">Photonic and plasmonic crystal based enhancement of solar cells &#8212; Theory of overcoming the Lambertian limit.</a> J. Non-Cryst. Solids. 358, 2289-2294 (2012).</li><li>Yablonovitch, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+ray+optics.">Statistical ray optics.</a> J. Opt. Soc. Am. 72, 899-907 (1982).</li><li>Chantana, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localized+surface+plasmon+enhanced+microcrystalline+silicon+solar+cells.">Localized surface plasmon enhanced microcrystalline silicon solar cells.</a> J. Non-Cryst. Solids. 358, 2319-2323 (2012).</li><li>Tan, H., Santbergen, R., Smets, A. H. M., Zeman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+Light+Trapping+in+Thin-film+Silicon+Solar+Cells+with+Improved+Self-Assembled+Silver+Nanoparticles.">Plasmonic Light Trapping in Thin-film Silicon Solar Cells with Improved Self-Assembled Silver Nanoparticles.</a> Nano Lett. 12, 4070-4076 (2012).</li><li>Mizuno, H., Sai, H., Matsubara, K., Kondo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+Trapping+by+Ag+Nanoparticles+Chemically+Assembled+inside+Thin-Film+Hydrogenated+Microcrystalline+Si+Solar+Cells.">Light Trapping by Ag Nanoparticles Chemically Assembled inside Thin-Film Hydrogenated Microcrystalline Si Solar Cells.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 51, 042302-1-4 (2012).</li><li>Chen, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Broadband+Enhancement+in+Thin-Film+Amorphous+Silicon+Solar+Cells+Enabled+by+Nucleated+Silver+Nanoparticles.">Broadband Enhancement in Thin-Film Amorphous Silicon Solar Cells Enabled by Nucleated Silver Nanoparticles.</a> Nano Lett. 12, 2187-2192 (2012).</li><li>Spinelli, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Impedance+Matching+Using+Coupled+Plasmonic+Nanoparticle+Arrays.">Optical Impedance Matching Using Coupled Plasmonic Nanoparticle Arrays.</a> Nano Lett. 11, 1760-1765 (2011).</li><li>Temple, T. L., Bagnall, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+properties+of+gold+and+aluminium+nanoparticles+for+silicon+solar+cell+applications.">Optical properties of gold and aluminium nanoparticles for silicon solar cell applications.</a> J Appl. Phys. 109, 084343-1-13 (2011).</li><li>Ferry, V. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimized+Spatial+Correlations+for+Broadband+Light+Trapping+Nanopatterns+in+High+Efficiency+Ultrathin+Film+a-Si:H+Solar+Cells.">Optimized Spatial Correlations for Broadband Light Trapping Nanopatterns in High Efficiency Ultrathin Film a-Si:H Solar Cells.</a> Nano Lett. 11, 4239-4245 (2011).</li><li>Paetzold, U. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+reflection+grating+back+contacts+for+microcrystalline+silicon+solar+cells.">Plasmonic reflection grating back contacts for microcrystalline silicon solar cells.</a> Appl. Phys. Lett. 99, 181105-1-3 (2011).</li><li>Chou, S. Y., Krauss, P. R., Renstrom, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoimprint+Lithography.">Nanoimprint Lithography.</a> J. Vac. Sci. Technol. B. 14, 4129-4133 (1996).</li><li>Na, S. -. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+Polymer+Solar+Cells+with+Surface+Relief+Gratings+Fabricated+by+Simple+Soft+Lithography.">Efficient Polymer Solar Cells with Surface Relief Gratings Fabricated by Simple Soft Lithography.</a> Adv. Funct. Mater. 18, 3956-3963 (2008).</li><li>Xia, Y., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+Lithography.">Soft Lithography.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 37, 550-575 (1998).</li><li>Battaglia, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+Trapping+in+Solar+Cells:+Can+Periodic+Beat+Random.">Light Trapping in Solar Cells: Can Periodic Beat Random.</a> ACS Nano. 6, 2790-2797 (2012).</li><li>Hsu, C. -. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Efficiency+Amorphous+Silicon+Solar+Cell+on+a+Periodic+Nanocone+BackReflector.">High-Efficiency Amorphous Silicon Solar Cell on a Periodic Nanocone BackReflector.</a> Adv. Energy Mater. 2, 628-633 (2012).</li><li>Hulteen, J. C., Van Duyne, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanosphere+lithography:+A+materials+general+fabrication+process+for+periodic+particle+array+surfaces.">Nanosphere lithography: A materials general fabrication process for periodic particle array surfaces.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 13, 1553-1558 (1995).</li><li>Daif, O. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Front+side+plasmonic+effect+on+thin+silicon+epitaxial+solar+cells.">Front side plasmonic effect on thin silicon epitaxial solar cells.</a> Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 104, 58-63 (2012).</li><li>Niesen, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+Efficiency+Enhancement+of+High+Performance+Organic+Solar+Cells+with+a+Nanostructured+Rear+Electrode.">Plasmonic Efficiency Enhancement of High Performance Organic Solar Cells with a Nanostructured Rear Electrode.</a> Adv. Energy Mater. 3, 145-150 (2013).</li><li>Fredriksson, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hole-Mask+Colloidal+Lithography.">Hole-Mask Colloidal Lithography.</a> Adv. Mater. 19, 4297-4302 (2007).</li><li>Mizuno, H., Kaneko, T., Sakata, I., Matsubara, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capturing+by+self-assembled+block+copolymer+thin+films:+transfer+printing+of+metal+nanostructures+on+textured+surfaces.">Capturing by self-assembled block copolymer thin films: transfer printing of metal nanostructures on textured surfaces.</a> Chem. Commun. 50, 362-364 (2014).</li><li>Mizuno, H., Sai, H., Matsubara, K., Takato, H., Kondo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transfer-printed+silver+nanodisks+for+plasmonic+light+trapping+in+hydrogenated+microcrystalline+silicon+solar+cells.">Transfer-printed silver nanodisks for plasmonic light trapping in hydrogenated microcrystalline silicon solar cells.</a> Appl. Phys. Express. 7, 112302-1-4 (2014).</li><li>Odom, T. W., Love, J. C., Wolfe, D. B., Paul, K. E., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+Pattern+Transfer+in+Soft+Lithography+Using+Composite+Stamps.">Improved Pattern Transfer in Soft Lithography Using Composite Stamps.</a> Langmuir. 18, 5314-5320 (2002).</li><li>Schmid, H., Michel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Siloxane+Polymers+for+High-Resolution,+High-Accuracy+Soft+Lithography.">Siloxane Polymers for High-Resolution, High-Accuracy Soft Lithography.</a> Macromolecules. 33, 3042-3049 (2000).</li><li>Loo, Y. -. L., Willett, R. L., Baldwin, K. W., Rogers, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interfacial+Chemistries+for+Nanoscale+Transfer+Printing.">Interfacial Chemistries for Nanoscale Transfer Printing.</a> J. Am. Chem. Soc. 124, 7654-7655 (2002).</li><li>Hylton, N. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loss+mitigation+in+plasmonic+solar+cells:+aluminium+nanoparticles+for+broadband+photocurrent+enhancements+in+GaAs+photodiodes.">Loss mitigation in plasmonic solar cells: aluminium nanoparticles for broadband photocurrent enhancements in GaAs photodiodes.</a> Sci. Rep. 3, 2874-1-6 (2013).</li><li>Delamarche, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcontact+Printing+Using+Poly(dimethylsiloxane)+Stamps+Hydrophilized+by+Poly(ethylene+oxide)+Silanes.">Microcontact Printing Using Poly(dimethylsiloxane) Stamps Hydrophilized by Poly(ethylene oxide) Silanes.</a> Langmuir. 19, 8749-8758 (2003).</li><li>Mizuno, H., Sai, H., Matsubara, K., Kondo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+Light+Trapping+in+Amorphous+Si+Solar+Cells+Using+Periodic+Ag+Nanodisk+Structures.">Plasmonic Light Trapping in Amorphous Si Solar Cells Using Periodic Ag Nanodisk Structures.</a> MRS Proc. , 1627-1613 (2014).</li></ol>

במאמר זה, מרוכבים / PDMS הרך קשים שכבתי כפולים הועסקו כחומרי חותמת. 27 שילוב זה נמצא חיוני כדי לשכפל בדיוק ננו-מבנה ההורה בעובש, שהיה מערך עגול חור משושים קרובים גדוש שקוטרו של 230 ננומטר, עומק של 500 ננומטר, ומרווח בין חור במרכז למרכז של 460 ננומטר. כאשר רק PDMS הרך שימש, הח?...

יש כבר ביקוש רב שנים ליישום של ננו הפונקציונלי במגוון רחב של תחום טכנולוגי. אחת הציפיות למגמה זו היא לפתוח עיצוב חדש של ארכיטקטורות מכשיר מובילות להופעות משופרות או חדשניות. בתחום של תאים סולריים, למשל, השימוש בננו-מבני מתכת כבר בחן באופן פעיל בשל תכונותיהם המסקרנות האופטיים (כלומר, plasmonic), 1 פוטנציאלי מועיל לבניית מערכות לכידת אור יעילות. 2,3 מחקרים אכן, חלק תיאורטי 4 -6 הראו כי השמנה אור plasmonic כזה יכול להשיג אפקטים עולים אופטיקה ray הקונבנציונלית (טקסטורות) מבוסס גבול השמנה אור. 7 כתוצאה מכך, פיתוח אסטרטגיות לשילוב ננו מתכת רצוי עם תאים סולריים הפך חשוב יותר ויותר כדי לממש את אלה תחזיות תיאורטיות. מספר האסטרטגיות יש ליהוצעו לאתגר הזה. 8-24 אלה כוללים, למשל, (בעלות נמוכה) פשוט חישול תרמית של סרטי מתכת 8,9 או פיזור של חלקיקי מתכת-מסונתז מראש, 10,11 שניהם הביאו להפגנות מוצלחות של לכידת אור plasmonic. עם זאת, יש לציין כי ננו המתכת מפוברק על ידי גישות אלה בדרך כלל מאתגרים כדי להתאים למודלים תיאורטיים. לעומת זאת, בטכניקות המסורתיות nanofabrication בתעשיות המוליכים למחצה, כגון ליתוגרפיה photolithography וקרן אלקטרונים, 12,13 יכולה לשלוט מבנים הרבה מתחת לרמה ננומטר תת-100, אבל הם לעתים קרובות יקרים וגם גוזלים זמן לפנות לתאים סולריים, שבו יכולת שטח גדול עם עלות נמוכה היא חיונית. על מנת להגשים בעלות נמוכה, תפוקה גבוהה, ודרישות שטח גדול עם יכולת שליטה בקנה מידה ננומטרי, שיטות כגון ליתוגרפיה nanoimprint, 14-16 ליתוגרפיה רכה, 17,18 </sup&gt; ליתוגרפיה nanosphere, 19-21 וחור-המסכה ליתוגרפיה colloidal 22-24 תהיה מבטיחה. בין האפשרויות הללו, פיתחנו ליתוגרפי רך, טכניקת הדפסת העברה מתקדמת. 25 שימוש פולי nanostructured (dimethylsiloxane) בולים (PDMS) ושכבות מבוססות דבק קופולימר בלוק, דפוסים של ננו מתכת הורה יכולים להיות מושגת בקלות על מספר טכנולוגי חומרים רלוונטיים, כולל אלה של תאים סולריים. המוקד של מאמר זה הוא לתאר את ההליך מפורט של גישת הדפסת ההעברה שלנו לשלב ננו plasmonic לכידת אור היעיל במבנים קיימים תאים סולריים. כמקרה הפגנתי, nanodisks Ag וסרט דק מוקשה המייקר Si (μc-סי: H) תאים סולריים נבחרו במחקר זה (איור 1), 26 למרות שסוגים אחרים של מתכות ותאים סולריים בקנה אחד עם גישה זו. יחד עם התהליך שלהפשטות, הגישה תהיה עניין לחוקרים מגוונים כמו כלי שימושי לשלב ננו מתכת הפונקציונלי עם מכשירים.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:864px;" width="863">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Nanohole mold</td>
			<td style="width:200px;">Scivax 
			http://www.scivax.com</td>
			<td style="width:129px;">FLH230/500-120</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">PTFE container</td>
			<td style="width:200px;">Eishin 
			http://www.colbyeishin.com</td>
			<td style="width:129px;">n/a</td>
			<td style="width:319px;">Custom made</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="63" rowspan="3" style="height:63px;width:216px;">Hard-PDMS materials</td>
			<td rowspan="3" style="width:200px;">Gelest 
			http://www.gelest.com/gelest/forms/Home/home.aspx</td>
			<td style="width:129px;">VDT-731</td>
			<td>Vinylmethylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:129px;">SIP6831.1</td>
			<td>Pt-divinyltetramethyldisiloxane complex</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:129px;">HMS-301</td>
			<td>Methylhydrosiloxane-dimethylsiloxane copolymer</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">2,4,6,8-tetramethyltetra-vinylcyclotetrasiloxane</td>
			<td style="width:200px;">Sigma-Aldrich 
			http://www.sigmaaldrich.com</td>
			<td style="width:129px;">396281</td>
			<td>Additive for hard-PDMS</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Soft-PDMS materials</td>
			<td style="width:200px;">Dow Corning 
			http://www.dowcorning.com</td>
			<td style="width:129px;">Sylgard-184</td>
			<td>Silicone precursor</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">PS-b-P2VP</td>
			<td style="width:200px;">Polymer Source 
			http://polymersource.com</td>
			<td style="width:129px;">P5742-S2VP</td>
			<td>Mn &#215; 103 = 133-b-132</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Glass/SnO2:F substrates</td>
			<td style="width:200px;">Asahi Glass Co. Ltd. 
			http://www.agc.com/english/company</td>
			<td style="width:129px;">Type VU</td>
			<td style="width:319px;">Chemical mechanical polished by D-process Inc. (http://d-process.jp/index.html) to flatten the surfaces</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Detergent</td>
			<td style="width:200px;">Fruuchi Chemical Co. 
			http://www.furuchi.co.jp/eng/main.htm</td>
			<td style="width:129px;">Semico-clean 56</td>
			<td style="width:319px;">Used for the cleaning of Glass/SnO2:F substrates</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">ZnO:Ga supputtering target</td>
			<td style="width:200px;">AGC Ceramics Co. Ltd. 
			http://www.agcc.jp/2005/en/index.html</td>
			<td style="width:129px;">5.7GZO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Ag supputtering target</td>
			<td style="width:200px;">Mitsubishi Materials Co. 
			http://www.mitsubishicarbide.com/mmc/en/index.html</td>
			<td style="width:129px;">4NAg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Double-sided adhesive tape</td>
			<td style="width:200px;">Nisshin EM Co. 
			http://nisshin-em.co.jp/information/carbontape.html</td>
			<td style="width:129px;">732</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="120">
			<td height="120" style="height:120px;width:216px;">Polyimide tape</td>
			<td style="width:200px;">Dupont 
			http://www.dupont.com/products-and-services/membranes-films/polyimide-films/brands/kapton-polyimide-film.html</td>
			<td style="width:129px;">Kapton 650S#25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Sn-Zn-based Solder</td>
			<td style="width:200px;">Kuroda Techno Co., Ltd. 
			http://www.kuroda-techno.com/english/index.html</td>
			<td style="width:129px;">Cerasolzer AL-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Digital micro pipette</td>
			<td style="width:200px;">Nichiryo 
			http://www.nichiryo.co.jp/en/product/pipette/ex/index.html</td>
			<td style="width:129px;">00-NPX2-20 
			00-NPX2-200 
			00-NPX2-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Heating chamber</td>
			<td style="width:200px;">Tokyo Rikakikai Co., Ltd. 
			http://www.eyelaworld.com/product_view.php?id=120</td>
			<td style="width:129px;">VOS-201SD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="126" rowspan="2" style="height:126px;width:216px;">Electron beam evaporator 
			(two types)</td>
			<td style="width:200px;">Canon-Anelva 
			https://www.canon-anelva.co.jp/english/index.html</td>
			<td style="width:129px;">n/a</td>
			<td style="width:319px;">Custom made</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:200px;">Arios 
			http://arios.com/</td>
			<td style="width:129px;">n/a</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sputtering system</td>
			<td style="width:200px;">Ulvac 
			http://www.ulvac.co.jp/en</td>
			<td style="width:129px;">SBR-2306</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">PECVD system&#160;</td>
			<td style="width:200px;">Shimadzu Emit Co. Ltd. 
			http://www.shimadzu.co.jp/emit/en/</td>
			<td style="width:129px;">SLCM-13</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Ar plasma system&#160;</td>
			<td style="width:200px;">Diner Electric Gmbh 
			http://www.plasma.de/index.html</td>
			<td style="width:129px;">Femto&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">RIE system</td>
			<td style="width:200px;">Samco Inc. 
			http://www.samcointl.com</td>
			<td style="width:129px;">RIE-10NR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Ultrasonic soldering device</td>
			<td style="width:200px;">Colby-Eishin Enterprises, Inc. 
			http://www.colbyeishin.com/sub_sunbonder.htm</td>
			<td style="width:129px;">SUNBONDER</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">EQE measurement system</td>
			<td rowspan="3" style="width:200px;">Bunkoukeiki Co. Ltd. 
			http://www.bunkoukeiki.co.jp/</td>
			<td style="width:129px;">CEP-25BXS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">J-V characteristics measurement system</td>
			<td style="width:129px;">OTENTOSUN-5S-I/V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Amorphous Si reference cell</td>
			<td style="width:129px;">WPVS-NPB-S1</td>
			<td>For light intensity calibration</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Digital multi-meter</td>
			<td style="width:200px;">Keithley Instruments Inc. 
			http://www.keithley.com/</td>
			<td style="width:129px;">2400</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

integration of light trapping silver nanostructures in hydrogenated microcrystalline silicon solar cells by transfer printing

One of the potential applications of metal nanostructures is light trapping in solar cells, where unique optical properties of nanosized metals, commonly known as plasmonic effects, play an important role. Research in this field has, however, been impeded owing to the difficulty of fabricating devices containing the desired functional metal nanostructures. In order to provide a viable strategy to this issue, we herein show a transfer printing-based approach that allows the quick and low-cost integration of designed metal nanostructures with a variety of device architectures, including solar cells. Nanopillar poly(dimethylsiloxane) (PDMS) stamps were fabricated from a commercially available nanohole plastic film as a master mold. On this nanopatterned PDMS stamps, Ag films were deposited, which were then transfer-printed onto block copolymer (binding layer)-coated hydrogenated microcrystalline Si (&#181;c-Si:H) surface to afford ordered Ag nanodisk structures. It was confirmed that the resulting Ag nanodisk-incorporated &#181;c-Si:H solar cells show higher performances compared to a cell without the transfer-printed Ag nanodisks, thanks to plasmonic light trapping effect derived from the Ag nanodisks. Because of the simplicity and versatility, further device application would also be feasible thorough this approach.

איור 2 מתאר את התהליך הכללי להדפסת העברת nanodisks Ag על פני השטח של μc-סי: H (שכבת n). בקצרה, סרט Ag (עובי: 10-80 ננומטר) מופקד ראשון על פני השטח של חותמת PDMS nanopillar על ידי אידוי קרן אלקטרונים. במקביל, פתרון -P2VP ב PS- הוא ספין מצופה על פני השטח של μc-סי מוכנה טרי: שכבת n<...

Watch this Scientific Journal Video about Integration of Light Trapping Silver Nanostructures in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Solar Cells by Transfer Printing at JoVE.com

Integration of Light Trapping Silver Nanostructures in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Solar Cells by Transfer Printing

A viable transfer printing-based methodology to introduce plasmonic metal nanostructures in solar cells is described. Using nanopillar poly(dimethylsiloxane) stamps, an Ag-based ordered nanodisk array was integrated with standard hydrogenated microcrystalline Si solar cells, which led to improved device performances due to plasmonic light trapping.

שילוב של אור ננו-מבני כסף השמנה בתאים סולריים המוקשה Microcrystalline הסיליקון ידי העברת הדפסה

One of the potential applications of metal nanostructures is light trapping in solar cells, where unique optical properties of nanosized metals, commonly ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Polycrystalline Silicon Thin-film Solar cells with Plasmonic-enhanced Light-trapping

סיליקון polycrystalline תאים סולאריים סרט דק עם plasmonic משופרת אור השמנה

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To ...

A Method to Fabricate Disconnected Silver Nanostructures in 3D

שיטה לפברק ננו כסף המנותק ב-3D

The standard nanofabrication toolkit includes  techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating  metal patterns on a ...

Optical Trapping of Nanoparticles

לכידה אופטית של חלקיקים

Optical trapping is a technique for immobilizing and manipulating small objects in a gentle way using light, and it has been widely applied in trapping ...

Making Record-efficiency SnS Solar Cells by Thermal Evaporation and Atomic Layer Deposition

מה שהופך את התאים סולריים שיא יעילות SNS על ידי אידוי תרמי ואטומית שכבת הפקדת

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

פינת שינוי סלקטיבית של יכולת רטיבות משטח סיליקון על ידי פעמו UV לייזר הקרנה בסביבה נוזלית

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

פסיבציה אור משופרת חומצה הידרופלואורית: טכניקה רגישה לגילוי פגמים הסיליקון גורף

A procedure to measure the bulk lifetime (&#62;100 &#181;sec) of silicon wafers by temporarily attaining a very high level of surface passivation when ...

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

ייצור הדפסת תאים סולריים heterojunction הגורף<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון מורפולוגיה

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Digital Printing of Titanium Dioxide for Dye Sensitized Solar Cells

דפוס דיגיטלי של טיטניום דו-חמצני עבור לצבוע תאים סולריים רגישים

Silicon solar cell manufacturing is an expensive and high energy consuming process. In contrast, dye sensitized solar cell production is less ...

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

חד ערכי חילוף קטיונים סימום של CH<sub&gt; 3</sub&gt; NH<sub&gt; 3</sub&gt; PBI<sub&gt; 3</sub&gt; עבור תאים סולריים יעילים perovskite

Here, we demonstrate the incorporation of monovalent cation additives into CH3NH3PbI3 perovskite in order to adjust the optical, excitonic, and electrical ...

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions &#8212; A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã‚Â A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

אתגרים ראולוגיות אפיון השעיות מרוכזות מאוד - מקרה עבור משחות כסף הדפסת מסך

A comprehensive rheological characterization of highly concentrated suspensions or pastes is mandatory for a targeted product development meeting the ...