半导体-电解质太阳能电池中反应-转移动力学的建模与仿真
偏微分方程分析
2015-11-03 v1 数值分析
摘要
半导体-电解质系统的数学建模与数值仿真在高效半导体-液体结太阳能电池的设计中起着重要作用。在本工作中，我们提出了一个宏观数学模型，即一组非线性偏微分方程，用于完整描述此类系统中的电荷转移动力学。该模型由一个反应-漂移-扩散-泊松系统组成，该系统模拟半导体区域中电子和空穴的输运，以及一个等效系统，描述电解质区域中还原剂和氧化剂以及其他带电物质的输运。半导体与电解质之间的耦合通过一组界面反应和电流平衡条件建模。我们给出了一些数值仿真以说明半导体-电解质系统在暗态和光照环境下的定量行为。我们通过数值表明，仅当体相还原剂-氧化剂对密度极高时，才能用肖特基接触替换系统中的电解质区域。否则，这种替换会严重不准确地描述半导体-电解质系统的真实动力学。
引用
@article{arxiv.1511.00417,
title = {On the modeling and simulation of reaction-transfer dynamics in semiconductor-electrolyte solar cells},
author = {Yuan He and Irene M. Gamba and Heung-Chan Lee and Kui Ren},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.00417},
year = {2015}
}