图5 P3HT的吸收光谱：PCBM层有或者没有银纳米粒子。 （a）P3HT总吸收：PCBM有源层，（b） - （d）在吸收的局部区域接近PEDOT：PSS层。（a）和（b）中Ag纳米粒子的高度从H =10，15，变化到20nm厚，而其半径（D =60nm的）和离散程度（P =100nm）两个变量是固定的。 （c）D=60纳米，H =20纳米，和P= 50，100，150，200纳米。 （d）H= 20纳米，P =100nm的，D= 20，40，60，80纳米.。
4。电气方面的考虑
ITO玻璃/银纳米颗粒的光学吸收光谱有或者没有PEDOT：PSS作为Ag沉积厚度的功能显示于图 7（a）中。当PEDOT：PSS层是混合的，对应于激励的LSPR吸收峰出现红移。光吸收量是在400-800nm的波长时增加的，其吸收光谱中的聚合物既增加银金属沉积厚度，也添加PEDOT：PSS层。我们也观察到了明显的PEDOT光吸收差异：PSS/P3HT的：图7（b）所示的有无银纳米粒子的PCBM薄膜。增强的光密度的光谱范围为300?650nm，其中P3HT：PCBM薄膜是高度敏感的，是由于在活性区中的Ag-纳米粒子周围由光激发LSPRs的增加的电场。我们的实验结果精确匹配报告出版物[8,10]。
图6显示局部区域中的PEDOT附近的有源层的归一化的吸收光谱：PSS的排列图案在
p=100nm，h =20nm左右，和D=60nm的的情况下，他们宽带的光吸收增强的光谱用Ag-NPs的纳米颗粒电场强度的比率进行评价成常规设备，而不在波长范围为300nm≤λ≤670纳米。
另一方面，据报道，该电气设备模型，而不是光学嵌入的金属粒子机制有机太阳能电池，在一个特定的情况下在性能的改善[9]方面可发挥重要的作用，，分散金属纳米粒子实际上是嵌入在PEDOT：PSS层，以及相应的LSPR的增强型电磁（EM）场被横向束缚。因此，PEDOT的光的吸光度无显着差异：PSS/P3HT：PCBM层有或者没有金属纳米粒子。换句话说，由金纳米粒产生的吸收增强是微不足道，而且对PCE改善只有轻微的贡献。因此，考虑电气模型而不是光效果，参考文献[9]的作者发现，金纳米粒能降低PEDOT的电阻：PSS层，和增加P3HT界面层之间的表面粗糙度：PCBM和PEDOT：PSS对空穴的收集效率的提高作出贡献，并最终导致到JSC 和FF增强。因此，我们还研究了Ag金属沉积厚度的函数来显示其表面形貌的变化，这些是通过使用原子力显微镜（AFM）和光学显微镜实现的。另外，在图8（a）和图8（b），这从P3HT表面得到的：不含Ag-NPsPCBM BHJ太阳电池。有银纳米粒子的原子力显微镜数据我们没有，但光学显微镜数据在 8（c）和图8（d）。我们已观察到，增加Ag金属沉积厚度时，表面粗糙度有所增加。它是可能的，粗糙表面将增加阳极和活性介质界面面积，为空穴来到阳极提供较短的路径，最终增加?SC的太阳能电池。此外，减小的空穴和PEDOT的平均距离：PSS的接口减少外部电场收集在阳极上对空穴的依赖，这也有改善的FF[9]。然而，在我们的设备中，我们
确定了两个VOC 和FF有一点点下降，随着增加?SC。因此，参考文献[9]的建议不完全支持我们实验中的性能改进机制，这意味着增加?SC可能主要是由于LSPR影响，减少更多的光生电荷载流子的有源层的增强吸收。然而，所得到的J-V曲线图所示，从计算出的数据估计略有下降的串联电阻，?91.2电浆太阳能电
池，?185为定期的太阳能电池。这意味着这些因子也有助于改善太阳能电池的性能在一定程度上。我们的电浆太阳能电池的FF减少可以解释为，由于银纳米粒子诱导的表面形貌粗糙度之间的界面处，在一定程度上增加表面复PEDOT：PSS和P3HT：PCBM[8]。VOC仍然是相同的值，但非常轻微的减少是由ITO层上低功函数银纳米粒子引起的。
根据我们的实验和理论模型，我们已经确定了我们的电浆太阳能电池对入射光的波长是高度敏感的，显着变化的吸收光谱的测量是一种直接的证据显示，光吸收P3HT：PCBM层受银纳米粒子是由于强大的LSPR EM场，这可能分配到相邻的有源层。另一方面，我们也仔细考虑的PEDOT之间增加界面层的影响：PSS和PEHT：PCBM可能有助于空穴收集效率，增加太阳能电池的?SC，由于该阳极和该活性层之间的阳极侧的表面粗糙度的增加。因此，我们的结论是确定的，以性能的改进跟电的效果相比，光学效应是一个主要的机制，电效应的粗糙界面效应和轻微的电阻减少被视为对PCE改善有微小的贡献，由于电气模型不能完全支持我们的的移动设备的结果，例如，一个太阳能电池的效率的显着增加，与一个FF减少。
图 7 E-电子束沉积的银纳米粒子的光吸收谱和Ag-纳米粒子/ PEDOT：PSS（a）中，和P3HT的：PCBM/ PEDOT：PSS与不含Ag-NPs的（b）。
图8原子力显微镜（AFM）图像P3HT的表面：PCBM层（a）和（b），和随着银金属的沉积厚度增加完成器件的制造过程后的光学显微镜图像;（c）银1纳米厚及（d）银7纳米厚。
5.结论
总之，我们已经证明BHJ的有机太阳能电池的光吸收增加能力，利用银纳米粒子的LRPRs，并进行了设备的模拟，以解释通过3-D的圆柱形银纳米粒子时域有限差分模型的光电流增强机制。太阳能电池效率的增加作为银-NPs的厚度的函数，和在50埃的厚度，与不具有银纳米粒子的电池相比，实现60％的PCE 增加。因此，实验和模拟的结果暗示，与LSPR相关的强的光场强度对Ag-NPs/PEDOT接口附近激子产生的增强有影响：PSS和有源层。最后，我们还讨论了制造的等离激元的有机太阳能电池的电气方面的。
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