基于高效高纯锗(HPGe)的双异质结太阳能电池设计指南
应用物理
2021-07-07 v1
摘要
尽管锗(Ge)比硅(Si)具有更高的载流子迁移率和吸收系数,但由于Ge晶片带隙低、成本高以及对其高纯度水平的要求,基于Ge的太阳能电池研究较少。目前,高纯锗(HPGe)的可得性、低成本晶片切片方法以及恰当的设计指南使得设计基于HPGe的太阳能电池成为可能。据此,本文设计并仿真了一种新颖的n-CdS/p-HPGe/p+-BaSi2基npp+双异质结太阳能电池,其中HPGe、硫化镉(CdS)与正交晶系二硅化钡(beta-BaSi2)分别用作吸收层、窗口层和背表面场(BSF)层。利用太阳能电池电容模拟器(SCAPS-1D),系统研究了厚度、掺杂与缺陷密度、能带偏移和温度等不同物理参数对所设计太阳能电池光伏(PV)参数的影响。本文给出了优化后的PV参数以提升器件性能,由于n-CdS/p-HPGe/p+-BaSi2太阳能电池具有1.7 V的高内建电压,其最高功率转换效率(PCE)约达45.65%,开路电压高达1.16 V。该效率几乎与双异质结太阳能电池的详细平衡极限一致。
引用
@article{arxiv.2009.13948,
title = {Design guidelines for a highly efficient high-purity Germanium (HPGe)-based double-heterojunction solar cell},
author = {Jaker Hossain and Md. Mahabub Alam Moon and Bipanko Kumar Mondal and Mohammad Abdul Halim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.13948},
year = {2021}
}
备注
23 pages, 9 figures