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【2h】

Aperiodic TiO2 Nanotube Photonic Crystal: Full-Visible-Spectrum Solar Light Harvesting in Photovoltaic Devices

机译：非周期性TiO2纳米管光子晶体：光伏器件中的全可见光太阳光收集。

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摘要

Bandgap engineering of a photonic crystal is highly desirable for photon management in photonic sensors and devices. Aperiodic photonic crystals (APCs) can provide unprecedented opportunities for much more versatile photon management, due to increased degrees of freedom in the design and the unique properties brought about by the aperiodic structures as compared to their periodic counterparts. However, many efforts still remain on conceptual approaches, practical achievements in APCs are rarely reported due to the difficulties in fabrication. Here, we report a simple but highly controllable current-pulse anodization process to design and fabricate TiO2 nanotube APCs. By coupling an APC into the photoanode of a dye-sensitized solar cell, we demonstrate the concept of using APC to achieve nearly full-visible-spectrum light harvesting, as evidenced by both experimental and simulated results. It is anticipated that this work will lead to more fruitful practical applications of APCs in high-efficiency photovoltaics, sensors and optoelectronic devices.
机译：对于光子传感器和设备中的光子管理，非常需要光子晶体的带隙工程。非周期性光子晶体（APC）可以提供前所未有的机会来进行更多用途的光子管理，这是由于非周期性结构的设计自由度和周期性结构所带来的独特性能所致。但是，在概念方法上仍需付出许多努力，由于制造困难，很少有人报告APC的实际成就。在这里，我们报告了一个简单但高度可控的电流脉冲阳极氧化工艺，用于设计和制造TiO2纳米管APC。通过将APC耦合到染料敏化太阳能电池的光阳极中，我们证明了使用APC来实现几乎全可见光谱光收集的概念，这在实验和模拟结果中都得到了证明。可以预料，这项工作将使APC在高效光伏，传感器和光电设备中的实际应用更加富有成果。

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