大规模太阳能电池器件中声子辅助光电流的高效第一性原理计算
介观与纳米尺度物理
2018-08-01 v1
摘要
我们提出一种直接且计算代价低的方法，从第一性原理输运计算中获得大规模器件中的声子辅助光电流。光电流使用非平衡格林函数结合由一阶玻恩近似得到的光-物质相互作用来计算，而电子-声子耦合（EPC）通过特殊热位移（STD）纳入。我们将该方法应用于硅太阳能电池器件，并展示了包含EPC以正确描述间接带间跃迁所致电流的影响。第一性原理结果与硅光伏组件开路电压的温度和光强依赖性的实验测量成功对比。我们的计算说明了EPC在光电流建模中为避免低估开路电压、短路电流和最大功率所起的关键作用。这项工作为未来光伏器件的计算表征提供了一套方案，可从第一性原理模拟的层面包含光-物质相互作用、声子辅助隧穿以及有限偏压下的器件势的综合效应。
引用
@article{arxiv.1801.03683,
title = {Efficient first-principles calculation of phonon assisted photocurrent in large-scale solar cell devices},
author = {Mattias Palsgaard and Troels Markussen and Tue Gunst and Mads Brandbyge and Kurt Stokbro},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.03683},
year = {2018}
}