具有电流匹配与优化量子效率的新型高效四结太阳能电池
应用物理
2019-05-20 v1
摘要
通过在四结太阳能电池设计中新颖组合 In0.51Ga0.49P、GaAs、In0.24Ga0.76As 和 In0.19Ga0.81Sb 子电池层,实现了 47.2082% 的高光子到电能转换效率。这些材料的电子带隙分别为 1.9 eV、1.42 eV、1.08 eV 和 0.55 eV。这种新颖的 III-V 排列使电池能够吸收太阳光谱中从紫外到深红外波长的光子。在仔细考虑发射层和基区厚度、掺杂浓度、扩散长度、少数载流子寿命和表面复合速度等重要半导体参数后,提出了优化的四结设计。确保了子电池层的电流匹配,以从所提设计中获得最大效率。太阳能电池的短路电流密度、开路电压和填充因子分别为 14.7 mA/cm2、3.3731 V 和 0.9553。设计过程中考虑了 1 太阳 AM1.5 全球太阳光谱。还研究了电池在地外光照(AM0)下的性能。提出了一种用于空间应用的改进设计。改进四结设计的短路电流密度为 18.5 mA/cm2、开路电压为 3.4104 V、填充因子为 0.9557,其在空间中的功率转换效率为 44.5473%。
引用
@article{arxiv.1904.01108,
title = {Novel High Efficiency Quadruple Junction Solar Cell with Current Matching and Optimized Quantum Efficiency},
author = {Mohammad Jobayer Hossain},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.01108},
year = {2019}
}
备注
Masters Thesis, Electrical and Computer Engineering