研究目的
利用嵌入式等离子体金纳米粒子的局域表面等离子体共振（LSPR）效应提高Si/CZTS太阳能电池的转换效率。
研究成果
研究表明，将等离子体金纳米颗粒嵌入CZTS超薄膜中可显著提升Si/CZTS太阳能电池的光伏性能。这种增强效应源于光子吸收增加、金纳米颗粒向CZTS导带的电子转移以及金纳米颗粒的光散射作用。研究确定了CZTS超薄膜的最佳厚度，超过该厚度后等离子体纳米颗粒的增益效应会减弱。
研究不足
该研究承认，CZTS超薄膜在极低厚度下存在吸收率低和晶体结构差的问题，这会减少光激发载流子数量并影响太阳能电池性能。研究提出嵌入等离子体纳米颗粒以克服这些限制。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用脉冲激光沉积（PLD）技术制备Au/Si/CZTS/Ag和Au/Si/等离子体-CZTS/Ag太阳能电池。方法包括在不同厚度下于n型硅片上沉积CZTS超薄膜，并嵌入金等离子体纳米颗粒以增强光吸收和散射。
2：样本选择与数据来源：
样本包含生长在n型硅片上的61纳米、112纳米和210纳米厚度的CZTS超薄膜。通过原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）和紫外-可见光谱（UV-vis）收集形貌、晶体结构和光学特性数据。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于PLD的Nd:YAG激光系统、AFM、XRD、紫外-可见分光光度计以及用于材料表征的扫描电镜-能谱仪（SEM-EDX）。材料包括n型硅片、CZTS靶材、金纳米颗粒用金以及电极用银。
4：实验步骤与操作流程：
流程包括清洗硅片、沉积金薄膜电极、生长CZTS超薄膜、嵌入金纳米颗粒、退火处理以及涂覆银栅格电极。在AM 1.5太阳辐射下测量电流-电压（J-V）特性。
5：5太阳辐射下测量电流-电压（J-V）特性。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：分析数据以确定光伏参数（短路电流密度Jsc、开路电压Voc、填充因子FF、转换效率η），并研究金纳米颗粒对太阳能电池光学和电学性能的影响。
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Nd:YAG laser
Minilite II
Continuum
Used for pulsed laser deposition (PLD) technique to deposit CZTS ultrathin film and Au nanoparticles.
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AFM
Used for investigating the morphologic structures of CZTS ultrathin films.
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XRD
Used for investigating the crystalline structures of CZTS ultrathin films.
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UV–vis spectrophotometer
Used for investigating the optical characteristics of CZTS ultrathin films.
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SEM-EDX
Used for determining the stoichiometric rate and morphological properties of CZTS ultrathin films.
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