Light scattering from ZnO nanorods (NR) is investigated, modeled, and applied to a solar cell. ZnO NR (120–1300 nm long, 280–60 nm large), grown by low-cost chemical bath deposition at 90 °C, exhibit diffused-to-total transmitted light as high as 70% and 30% in the 400 and 1000 nm wavelength range, respectively. Data and scattering simulation show that ZnO NR length plays a crucial role in light diffusion effect. A transparent ZnO NR film grown on glass and placed on top of a 1 μm thick c-Si solar cell is shown to enhance the light-current conversion efficiency for wavelengths longer than 600 nm.

1.
H. A.
Atwater
and
A.
Polman
,
Nat. Mater.
9
,
205
(
2010
).
2.
C.
Battaglia
,
J.
Escarré
,
K.
Söderström
,
M.
Charrière
,
M.
Despeisse
,
F. J.
Haug
, and
C.
Balif
,
Nat. Photonics
5
,
535
(
2011
).
3.
K.
Vynck
,
M.
Burresi
,
F.
Riboli
, and
D. S.
Wiersma
,
Nat. Mater.
11
,
1017
(
2012
).
4.
F.
Priolo
,
T.
Gregorkiewicz
,
M.
Galli
, and
T. F.
Krauss
,
Nature Nanotechnology
9
,
19
32
(
2014
).
5.
H. P.
Wang
,
D. H.
Lien
,
M. L.
Tsai
,
C. A.
Lin
,
H. C.
Chang
,
K. Y.
Lai
, and
J. H.
He
,
J. Mater. Chem. C
2
,
3144
(
2014
).
6.
J.
Muller
,
B.
Rech
,
J.
Springer
, and
M.
Vanecek
,
Sol. Energy
77
,
917
(
2004
).
7.
S.
Fay
,
L.
Feitknecht
,
R.
Schlüchter
,
U.
Kroll
,
E.
Vallat-Sauvain
, and
A.
Shah
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
90
,
2960
(
2006
).
8.
F.
Dross
,
K.
Baert
,
T.
Bearda
,
J.
Deckers
,
V.
Depauw
,
O.
El Daif
,
I.
Gordon
,
A.
Gougam
,
J.
Govaerts
,
S.
Granata
,
R.
Labie
,
X.
Loozen
,
R.
Martini
,
A.
Masolin
,
B.
O'Sullivan
,
Y.
Qiu
,
J.
Vaes
,
D.
Van Gestel
,
J.
Van Hoeymissen
,
A.
Vanleenhove
,
K.
Van Nieuwenhuysen
,
S.
Venkatachalam
,
M.
Meuris
, and
J.
Poortmans
,
Prog. Photovoltaics: Res. Appl.
20
,
770
(
2012
).
9.
E. R.
Martins
,
J.
Li
,
Y.
Liu
,
J.
Zhou
, and
T. F.
Krauss
,
Phys. Rev. B
86
,
041404
(
2012
).
10.
P.
Kowalczewski
,
M.
Liscidini
, and
L. C.
Andreani
,
Opt. Lett.
37
,
4868
(
2012
).
11.
S.
Morawiec
,
M. J.
Mendes
,
S. A.
Filonovich
,
T.
Mateus
,
S.
Mirabella
,
H.
Aguas
,
I.
Ferreira
,
F.
Simone
,
E.
Fortunato
,
R.
Martins
,
F.
Priolo
, and
I.
Crupi
,
Opt. Express
22
,
A1059
(
2014
).
12.
C.
Trompoukis
,
O.
El Daif
,
V.
Depauw
,
I.
Gordon
, and
J.
Poortmans
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
103901
(
2012
).
13.
R.
Tena-Zaera
,
J.
Elias
, and
C.
Lévy-Clément
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
233119
(
2008
).
14.
H. K.
Lee
,
M. S.
Kim
, and
J. S.
Yu
,
Nanotechnology
22
,
445602
(
2011
).
15.
J. Y.
Chen
and
K. W.
Sun
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
94
,
930
934
(
2010
).
16.
Y. H.
Ko
and
J. S.
Yu
,
Opt. Express
19
,
25935
(
2011
).
17.
T.
Shinagawa
,
K.
Shibata
,
O.
Shimomura
,
M.
Chigane
,
R.
Nomura
, and
M.
Izaki
,
J. Mater. Chem. C
2
,
2908
(
2014
).
18.
R. E.
Nowak
,
M.
Vehse
,
O.
Sergeev
,
K.
von Maydell
, and
C.
Agert
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
125
,
305
(
2014
).
19.
C.
Pacholski
,
A.
Kornowski
, and
H.
Weller
,
Angew. Chem., Int. Ed.
41
,
1188
(
2002
).
20.
L. E.
Greene
,
M.
Law
,
J.
Goldberger
,
F.
Kim
,
J. C.
Johnson
,
Y.
Zhang
,
R. J.
Sayakally
, and
P.
Yang
,
Angew. Chem., Int. Ed.
42
,
3031
(
2003
).
21.
V.
Strano
,
R. G.
Urso
,
M.
Scuderi
,
K. O.
Iwu
,
F.
Simone
,
E.
Ciliberto
,
C.
Spinella
, and
S.
Mirabella
,
J. Phys. Chem. C
118
,
28189
(
2014
).
22.
A.
Sugunan
,
H. C.
Warad
,
M.
Boman
, and
J.
Dutta
,
J. Sol-Gel Sci. Technol.
39
,
49
(
2006
).
23.
K.
Govender
,
D. S.
Boyle
,
P. B.
Kenway
, and
P.
O'Brien
,
J. Mater. Chem.
14
,
2575
(
2004
).
24.
M. N. R.
Ashfold
,
R. P.
Doherty
,
N. G.
Ndifor-Angwafor
,
D. J.
Riley
, and
Y.
Sun
,
Thin Solid Films
515
,
8679
(
2007
).
25.
V.
Depauw
,
X.
Meng
,
O.
El Daif
,
G.
Gomard
,
L.
Lalouat
,
E.
Drouard
,
C.
Trompoukis
,
A.
Fave
,
C.
Seassal
, and
I.
Gordon
,
IEEE J. Photovoltaics
4
,
215
(
2014
).
26.
J.
Tauc
, “
Optical properties and electronic structure of amorphous Ge and Si
,”
Mater. Res. Bull.
3
,
37
(
1968
).
27.
T.
Germer
, “
Modeled Integrated Scatter Tool (MIST)
,” see http://www.nist.gov/pml/div685/grp06/scattering_mist.cfm.
28.
Z. C.
Holman
,
M.
Filipič
,
A.
Desceudres
,
S.
De Wolf
,
F.
Smole
,
M.
Topič
, and
C.
Ballif
,
J. Appl. Phys.
113
,
013107
(
2013
).
29.
Z. C.
Holman
,
M.
Filipič
,
B.
Lipovšek
,
S.
De Wolf
,
F.
Smole
,
M.
Topič
, and
C.
Ballif
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
120
,
426
430
(
2014
).
30.
G. G.
Scapellato
,
M.
Rubino
,
I.
Crupi
,
S.
Di Marco
,
F.
Simone
, and
S.
Mirabella
,
J. Appl. Phys.
114
,
053507
(
2013
).
You do not currently have access to this content.