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Plasmonic nanomeshes : their ambivalent role as transparent electrodes in organic solar cells

Titelangaben

Stelling, Christian ; Singh, Chetan R. ; Karg, Matthias ; König, Tobias A. F. ; Thelakkat, Mukundan ; Retsch, Markus:
Plasmonic nanomeshes : their ambivalent role as transparent electrodes in organic solar cells.
In: Scientific Reports. Bd. 7 (2017) . - No. 42530.
ISSN 2045-2322
DOI: 10.1038/srep42530

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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller ProjekttitelProjekt-ID
B7, B5Ohne Angabe

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
SFB 840

Abstract

In this contribution, the optical losses and gains attributed to periodic nanohole array electrodes in polymer solar cells are systematically studied. For this, thin gold nanomeshes with hexagonally ordered holes and periodicities (P) ranging from 202 nm to 2560 nm are prepared by colloidal lithography. In combination with two different active layer materials (P3HT:PC61BM and PTB7:PC71BM), the optical properties are correlated with the power conversion efficiency (PCE) of the solar cells. A cavity mode is identified at the absorption edge of the active layer material. The resonance wavelength of this cavity mode is hardly defined by the nanomesh periodicity but rather by the absorption of the photoactive layer. This constitutes a fundamental dilemma when using nanomeshes as ITO replacement. The highest plasmonic enhancement requires small periodicities. This is accompanied by an overall low transmittance and high parasitic absorption losses. Consequently, larger periodicities with a less efficient cavity mode, yet lower absorptive losses were found to yield the highest PCE. Nevertheless, ITO-free solar cells reaching ~77% PCE compared to ITO reference devices are fabricated. Concomitantly, the benefits and drawbacks of this transparent nanomesh electrode are identified, which is of high relevance for future ITO replacement strategies.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Ehemalige Professoren > Juniorprofessur Kolloidale Systeme - Juniorprof. Dr. Matthias Karg
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Juniorprofessur Polymere Systeme
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Juniorprofessur Polymere Systeme > Juniorprofessur Polymere Systeme - Juniorprof. Dr. Markus Retsch
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Professur Angewandte Funktionspolymere
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Professur Angewandte Funktionspolymere > Professur Angewandte Funktionspolymere - Univ.-Prof. Dr. Mukundan Thelakkat
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Profilfelder > Advanced Fields > Polymer- und Kolloidforschung
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 840 Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Ehemalige Professoren
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 06 Mär 2017 10:23
Letzte Änderung: 07 Mär 2017 06:13
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/36353