基于GaAs的近场热光器件:以一维PN结逼近理想情形
应用物理
2022-01-10 v2 光学
摘要
热光子学(TPX)是一项接近热光伏(TPV)的技术,其中加热的发光二极管(LED)被用作系统的有源热发射体。它允许通过电致发光将热通量调谐至更匹配光伏电池带隙的光谱范围。该概念被扩展至近场热光子学(NF-TPX),其中增强的能量转换源于电学调控与波隧穿二者。我们通过将基于涨落电动力学的近场辐射传热求解器与基于一维漂移-扩散方程简化版的算法相耦合,对基于GaAs的NF-TPX器件进行了详尽的数值分析。这得以研究LED与光伏(PV)电池中的发射和吸收剖面,并审视关键参数的影响。我们还证明,该算法所获得的性能可逼近改进器件的理想化情形。对于所考虑的简化架构与300 K温差,我们获得了1 W.cm--2的功率密度输出,凸显了在接近环境温度下进行废热收集的潜力。
引用
@article{arxiv.2109.09454,
title = {GaAs-Based Near-Field Thermophotonic Devices: Approaching The Idealized Case With One-Dimensional PN Junctions},
author = {Julien Legendre and Pierre-Olivier Chapuis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.09454},
year = {2022}
}