بلازمونات سطحية في تركيب مرشد موجي جديد كنموذج لخلايا شمسية

In this thesis, a waveguide structure consisting of 4-layers and comprising metallic ultra- thin film has been investigated. The ultra-thin film metal is sandwiched between Sio2 substrate and silicon layer that is directly subjected to air. This waveguide structure has been studied as a model of solar cell. TE and TM modes are presented and the reflectance, the transmittance and the absorption are derived using the transfer matrix approach. A computer program has been developed to solve equations and plot various relations. The study found that the minimum reflectance and the maximum transmittance can be obtained from the solar cell containing a metallic layer without additional anti-reflective layers. It was found that the waveguide structure with Cu or Ag as ultra-thin film exhibited the best performance so that they can be both used to improve the efficiency of solar cells.في هذه الأطروحة تم دراسة مرشد موجي كخلية شمسية يحتوي على أربع طبقات تضم طبقة معدنية رقيقة جداً محصورة بين الطبقة الأساس (Sio2) و طبقة السليكون المعرضة للهواء. اقتصرت الدراسة على حالتين من حالات استقطاب المجال الكهرومغناطيسي هما المجال الكهربي المستعرض و المجال المغناطيسي المستعرض، و تم اشتقاق الانعكاسية و النفاذية بالإضافة إلى الامتصاص و ذلك باستخدام طريقة مصفوفة التحويل، وتم تطوير برنامجاً حاسوبياً لحل المعادلات ورسم العلاقات المختلفة. وجدت الدراسة أنه يمكن الحصول على حد أدنى للانعكاسية و حد أعلى للنفاذية في منطقة الضوء المرئي عند استخدام خلية شمسية تتضمن طبقة معدنية دون الحاجة لطبقة مضادة للانعكاس. كما وُجِد أن تركيب المرشد الموجي الذي يتضمن طبقة رقيقة من النحاس أو الفضة قد أعطى أفضل أداء و كفاءة، لذلك يمكن استخدامهما لتحسين كفاءة الخلايا الشمسية