移位电流光伏器件的设计原则
介观与纳米尺度物理
2017-01-23 v4 材料科学
光学
摘要
尽管传统太阳能电池的基本原理和局限已得到充分理解，但相对而言很少有关注投向基于移位电流的光伏器件潜在效率的最大化。在这项工作中，我们基于通用有效模型的分析，概述了用于优化带隙附近频率移位电流的简单设计原则。一条新颖求和规则的使用使我们能用少数模型参数表达带边移位电流，并表明除标准能带结构外，它通过Berry联络显式依赖于波函数。我们利用我们的方法鉴别了两类新的移位电流光伏材料：铁电聚合物薄膜和单层正交单硫族化物如GeS。我们为这些系统引入紧束缚模型，并表明它们展现出迄今为止报道的带边最大移位电流响应度。此外，探索这些模型的参数空间，我们发现可超过 mA/W 的光响应度。我们的结果显示，通过有效模型研究移位电流如何能够改善基于该机制的器件可能效率，并更好地把握其与传统太阳能电池竞争的潜力。
引用
@article{arxiv.1507.08677,
title = {Design principles for shift current photovoltaics},
author = {Ashley M. Cook and Benjamin M. Fregoso and Fernando de Juan and Sinisa Coh and Joel E. Moore},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.08677},
year = {2017}
}
备注
10 pages, 4 figures, AC and BMF share equal contributions. Published in Nature Communications