Spredning av lys i solceller og biologiske celler

  • Illustrasjon
    Foto
    Illustrasjon

Maren Anna Brandsrud har gjennom doktorgradsarbeidet undersøkt hvordan elektromagnetisk stråling blir absorbert og spredt av objekter som har samme størrelse som strålingens bølgelengde.

Spredning av lys i solceller og biologiske celler

Når objekter belyses med elektromagnetisk stråling som har omtrent samme størrelse som bølgelengden til strålingen, kan resonanser og sterke spredningseffekter oppstå. I dette arbeidet er disse effektene undersøkt med flere ulike metoder. De to applikasjonsområdene som er undersøkt er spredning og absorpsjon av lys i optisk tynne solceller med nanostrukturer og av biologiske celler og vev i infrarød mikrospektroskopi.

I begge disse områdene er det viktig å forstå strålingens oppførsel.

For de optisk tynne solcellene, som absorberer mindre lyse en konvensjonelle solceller, er det vist at overflatestrukturer øker lysabsorpsjonen. I disse tilfellene er det synlig lys som blir spredt og absorbert av strukturene som er i samme størrelsesorden som bølgelengden (500-1000 nm).

I dette arbeidet er en strålemodell utviklet for å undersøke resonansene, videre er også ulike mekanismer for å øke absorpsjonen av lys i solcellene undersøkt. Strålemodellen og resultatene kan brukes videre til å optimere absorpsjonen av lys i optisk tynne solceller.  

Innenfor infrarød mikrospektroskopi blir infrarød stråling (med bølgelengde 2,5-25 µm) sendt mot celler og vev. Ved å analyse lyset etter det har trengt igjennom prøven kan man undersøke den kjemiske sammensetningen og strukturen til prøven. Om prøven er i samme størrelsesorden som bølgelengden til strålingen, vil lyset bli spredt i alle retninger. Dette gjør det vanskelig å undersøke prøven. I dette arbeidet har det blitt undersøkt hvordan lysspredningen og resonansen til en sfærisk prøve påvirkes om den blir deformert. Resonansene blir ikke like markante, og det er i arbeidet funnet at dette skjer ved en mindre deformasjon når vi har kaotisk spredning av lys sammenlikna med regulær spredning.

Published 25. september 2020 - 13:58 - Updated 25. september 2020 - 13:58